Череповецкие ученые стали соавторами открытия мирового масштаба

Исследуя образцы древних насекомых, запечатленных в бирманском меловом янтаре, ученые открыли новое семейство. Их открытие в этом году признано мировым научным сообществом и опубликовано в журнале Papers in Palaeontology. Дмитрий Копылов, один из авторов исследования, руководитель лаборатории палеонтологии Череповецкого госуниверситета, рассказал «Голосу…», почему было важно описать промежуточное звено эволюции между древними и современными насекомыми.

Сохранились в янтаре. Дмитрий Копылов объясняет, какое название получило новое семейство и почему:
— Название семейства — бурморуссусы. Бурмо — это Бирма в Юго-Восточной Азии, то есть название дано по местности обнаружения образцов. Оруссусы из семейства оруссид — это современные насекомые-наездники, которые редко, но встречаются в средней полосе России. Они занесены в Красную книгу. Оруссусы от обыкновенных ос отличаются тем, что у них вместо жала яйцеклад. Этот орган помогает насекомому откладывать яйца в теле жертвы. Из яиц, оказавшихся внутри жертвы, вылупляются личинки, которые питаются чужими тканями и органами, постепенно убивая их.
Оказывается, в Бирме находятся самые богатые в мире месторождения мелового янтаря, которому уже почти 100 миллионов лет. В то время как всем известному балтийскому янтарю всего 35 млн лет. В бирманском янтаре «спрятано» немало древних насекомых отряда перепончатокрылых — предков современных ос, пчел, муравьев. Первые образцы ископаемых насекомых из бирманского янтаря были описаны в начале XX века американским энтомологом Теодором Коккерелем. Однако в то время эти находки не вызвали в научном сообществе особого интереса, и бирманский янтарь был забыт более чем на полвека. Возродить изучение этих смол удалось сотруднику московского Палеонтологического института им. А.А. Борисяка Александру Расницыну. 20 лет назад он описал коллекцию древних насекомых из бирманского янтаря, которая хранится в Лондонском музее естественной истории. После его статьи на эти находки обратили внимание другие исследователи. Сейчас новые статьи по бирманскому янтарю выходят почти каждую неделю, а количество описанных видов ископаемых насекомых перевалило за тысячу. Но открытие новых семейств — событие не рядовое.
— Бирманский янтарь активно добывается и продается на азиатском рынке. Ученые из китайского Нанкинского института геологии и палеонтологии передали мне через Палеонтологический институт на изучение коллекцию. С учеными обоих институтов ЧГУ сотрудничает уже много лет. Тогда я изучал другое семейство древних насекомых —
анаксиелид, поэтому находка стала совершенно неожиданной. Среди шести образцов обнаружил один, который на изучаемых мной пилильщиков никак не был похож. У этого насекомого на голове оказалась корона из острых зубцов. Стал сравнивать с другими ископаемыми видами. Стало ясно — это насекомое, близкое к современному семейству оруссид. Так, вместе с московскими и китайскими коллегами мы занялись описанием находки.

Переходное звено. Отряд перепончатокрылых в современной классификации занимает среди насекомых второе место по численности после жуков — больше 150 000 видов.
— Отряд делится на группы сидячебрюхих и стебельчатобрюхих. Первых еще называют пилильщиками. Они мало известны обывателю: живут обычно в лесах, питаются растительной пищей, с людьми почти не контактируют. Изредка «покушаются» на сельскохозяйственные культуры, но особого вреда не причиняют. Стебельчатобрюхие, включающие наездников, ос, пчел, муравьев, значительно более многочисленная и заметная группа. Они ведут преимущественно хищный образ жизни, — объяснил Дмитрий Копылов.
Обнаружение бурморуссусов позволяет пролить свет на ход эволюции перепончатокрылых. Сначала появились сидячебрюхие, от них произошли наездники.
— Бурморуссусы — переходное звено между сидячебрюхими и наездниками. Их пришлось вынести в отдельное семейство ввиду одновременной похожести и непохожести на современных собратьев. Так, по строению тела они являются типично сидячебрюхими: никакой осиной талии у них нет. Но строение крыльев и хищный образ жизни сближает их с наездниками.

Эхолокаторы на шести ногах. Как это ни странно, древнейшие наездники выбрали себе весьма непростых жертв: они откладывали яйца на личинок насекомых-ксилофагов, то есть тех, что едят древесину и живут внутри дерева. А для того, чтобы найти под корой свою добычу, они выработали сложную систему эхолокации.
— Звуковые рецепторы у наездников располагаются не на голове, а в ногах, внутри расширенных бедер. Если бедро разрезать, то можно увидеть, что рецептор похож на арфу с длинным рядом струн, которые реагируют на колебания на определенной частоте. Кроме того, снаружи на ногах наездников находятся выросты разной формы, часто напоминающие щетинки. Это граммофонные иглы, «снимающие» звук: насекомое плотно прижимает вырост к древесине и через нее передает звуковой сигнал на звуковой рецептор. У современных наездников подобные органы тоже встречаются, но развиты бывают только на одной паре ног — либо на передней, либо на задней. У бурморуссуса же мы обнаружили, что выросты находятся на всех парах ног: и на передней, и на средней, и на задней. И у всех ног очень массивные бедра. Это означает, что такое развитие органы получили именно благодаря охоте с помощью звука. Что и позволяет сделать вывод: бурморуссусы — это уже не растительноядные пилильщики, а хищники-паразиты, заточенные на поиск жертв внутри древесных стволов, — пояснил Дмитрий Копылов.

Еще один фактор, указывающий на родство с оруссидами, — «корона» на голове.
— Обнаружив рецепторами жертву, наездник яйцекладом буравит древесину и откладывает в жертву яйцо. Появившаяся личинка съедает жертву, окукливается и превращается во взрослое насекомое. Ему нужно «прогрызть» себе путь наверх. Вообще у насекомых для прогрызания дерева есть стандартные развитые ротовые органы. Но вот тех, кто рождается внутри древесины, эволюция наделила дополнительными выростами на голове в связи с тем, что на препятствие нужно оказывать давление во время прогрызания. У бурморуссусов это зубцы на голове, названные оцеллярной (глазной) короной: он упирается ею в поверхность, орудуя ртом. Известно всего два семейства насекомых с такой короной — стефаниды и оруссиды. Именно у оруссид корона имеет такое же строение, как у бурморуссусов.

Цель — найти самку. Образ жизни современных насекомых предопределяет, что охотится с помощью яйцеклада всегда самка. Но обнаруженный бурморуссус — самец.
— Интересно, что позже мы нашли еще одного бурморуссуса, но образец оказался в столь плачевном состоянии, что изучить его толком не получилось. Самку интересно найти потому, что, по сути, звуковые рецепторы нужны только им: для откладывания яиц. Самцы современных оруссид хоть и имеют слуховые органы на ногах, этим не занимаются. Кроме того, у самок современных оруссид дополнением к слуховым органам на ногах служат звуковые молоточки на антеннах. Ими самка стучит по дереву, улавливая отраженные звуковые волны. Так она не только слышит звуки жертвы, но и находит ее буровые каналы. У самцов таких молоточков нет.
В чем важность открытия бурморуссусов для научного мира?

— Сейчас бурморуссусы не водятся, но позволяют пролить свет на происхождение стебельчатобрюхих — крупнейшей современной группы, включающей больше 100 тысяч видов. Переходные звенья — важнейшие ключи к пониманию эволюции животного мира. Как правило, живут они недолго и существенного следа в палеонтологической истории не оставляют. Именно потому эволюционисты всегда так радуются их обнаружению. Почему переходные формы часто вымирают? Как правило, переходная форма — это первая попытка занять новую экологическую нишу. При этом у животного еще толком не сформировались необходимые адаптации для нового образа жизни. К примеру, бурморуссус хоть и является паразитическим насекомым, но по строению тела больше напоминает пилильщика. Такие недоработки быстро исправляются эволюцией, и первопроходцы оказываются вытеснены своими более совершенными потомками.
— В этом случае удивительно то, что оруссиды, пусть и не в многочисленном составе, все-таки дожили до наших времен, — объяснил Дмитрий Копылов.

Алина Волкова, газета «Голос Череповца»