Биологи обнаружили у насекомых третью пару крыльев
Исследователи из Франции обратили внимание на странное явление: насекомые горбатки, защищаясь, избавляются от части тельца. В процессе изучения выяснился ещё более необычный факт — шлем букашек не что иное, как вырожденная третья пара крыльев.
Горбатки (Membracidae) – мастера мимикрии. Выросты на их спинке напоминают семена, колючки, экскременты гусениц и даже целых муравьёв. Выросты также иногда называют шлемами (helmet), так как они расположены сразу за головой (фото B. Prud’homme et al., Nature).
Установили это специалисты из Марсельского института биологии развития (IBDML) – Николас Гомпель (Nicolas Gompel) и Бенджамин Прудом (Benjamin Prud’homme). Учёные взялись за изучение пяти видов горбаток после того, как один из их друзей рассказал им, что не мог поймать насекомых, так как в руках у него оставались лишь шлемы.
«Никто из нас не поверил, что насекомое может избавиться от части груди (отросток прикреплён к первому её сегменту) даже в случае смертельной опасности», – сообщает Бенджамин. Однако тщательное изучение показало, что шлемы, как и лапки и крылья горбаток, прикреплялись к тельцу при помощи «суставов». Таким образом, вырост являлся сгибающимся и легко отрывался.
Ни одно из насекомых не обзавелось чем-то подобным в течение 250 миллионов лет эволюции, уточняет Science. Самые древние экземпляры, найденные энтомологами, обладали похожими на плавники спинными отростками, предназначенными, скорее всего, для плавания. Со временем на втором и третьем сегментах груди появились две пары крыльев.
В статье, опубликованной в Nature, авторы работы пишут, что шлем горбаток является гомологом крыльев первого сегмента груди, а не складчатым продолжением экзоскелета насекомого, как считалось ранее.
Прудом и Гомпель подтвердили это предположение, проследив за развитием шлема. Оказалось, что на стадии нимфы отросток представляет собой два отдельных зачатка, которые позже сливаются в единое целое.
При этом клеточные образования напоминают таковые у крыльев, и их разворачивание в процессе развития происходит похожим образом. «Всё это указывает на общее происхождение крыльев и шлема, несмотря на их явные анатомические и функциональные различия», — говорит Прудом.
Генетический анализ показал, что в первом сегменте груди происходит экспрессия трёх Hox-генов. Биологи считают, что они препятствуют созданию полноценных крыльев.
Таким образом, у горбаток, появившихся на планете около 50 миллионов лет назад, образование крыльев всё же происходит. Но так как они насекомому для полётов не нужны, крылья видоизменились и приобрели другую функцию. Красивый эволюционный трюк, заключают французы.
