Ирина Лагунина: В научном обозрении сегодня – продолжение разговора о насекомых. Один из самых интересных моментов в эволюции насекомых – это появление сложных социальных стратегий. О том, что такое общественные насекомые и как пауки образовывают коммуны, в третьей передаче, посвященной истории насекомых, рассказывает кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории палеоэнтомологии Палеонтологического института РАН Кирилл Еськов.
С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.
Кирилл Еськов: В эволюции насекомых несколько раз появлялись замечательные параллелизмы, когда в разных группах, систематически разных и далеких друг от друга реализовывалась одна и та же стратегия. Классическим примером является появление общественных насекомых. Тут опять нужно определить, что такое общественное животное, общественное насекомое. Есть, например, общественные пауки, причем пауки, которые имеют очень сложную стратегию. Они делают единую сеть. Когда попадает насекомое в эту сеть, осуществляется коллективная атака. Когда они завалят насекомое все вместе у них фактически как у муравьев. Вы знаете, что у муравьев есть трафалаксис, муравьи способны делиться пищей друг с другом, передавая по цепочке. Он съел, после этого часть пищи отрыгнул соседу, сосед может отрыгнуть часть пищи другому соседу и поэтому любая часть пищи по муравейнику расходится. У пауков существуют аналоги такого трафалаксиса. То есть они совместно накачивают своими пищеварительными выделениями вот это самое насекомое и потом питаются сами и могут питаться другие подходящие, которые не участвовали непосредственно в атаке. То есть тот же самый трафалаксис, но на другой основе.
Ольга Орлова: Получается такая паучья коммуна.
Кирилл Еськов: Да, совершенно верно, очень сложное поведение. Некоторая специализация на этом месте. Очень сложное общественное поведение, но при этом пауки не являются общественными животными, у них не выработалась, самое главное, истинная социальность. И популяция населения определенной территории должна быть разделена на касты непроходимые, на размножающуюся и не размножающуюся. Одни размножаются, а другие их охраняют, обслуживают и все прочее. Вот тогда это настоящая социальность, а иначе, как вы правильно говорили, это коммуна, некоторые сошлись. Опять-таки, как легко догадаться, эти пауки могут быть рассажены, они вполне могут существовать сами по себе. А изолированный муравей существовать не может. Соответственно, эосоциальные насекомые появляются в двух - это общественные перепончатокрылые пчелы, осы, муравьи и термиты. Дело в том, что термиты, с одной стороны, и богомолы, с другой стороны – это высокоспециализированные группы тараканов. Причем известно, от каких семейств, более того, от каких подсемейств это происходит именно через все ряды переходных форм, где на одном конце таракан, а на другом коне с одной стороны термит, а с другой стороны богомол, специализируются в разных направлениях, одни специализируются в направлении хищничества - это богомолы, а другие в сторону поедания малосъедобных деревяшек, для чего нужен сложный симбиоз с древоразрушающими жгутиковыми, биохимия сложнейшая, всякое прочее дело. Это другая группа специализированных тараканов.
Александр Марков: И когда это произошло?
Кирилл Еськов: Так вот фантастическим образом это получается в одно и то же время - это получается в начале среднего мела примерно.
Александр Марков: То есть это сто миллионов лет назад, совсем недавно.
Кирилл Еськов: Около ста миллионов лет назад. Всякие термиты в научпопе, непонятно, откуда этот штамп научпоповский возник, что термиты очень древние. Термиты просто самый молодой отряд насекомых, какой есть. Термиты и богомолы - два самых молодых отряда, которые появились сто миллионов лет. Причем, заметьте, в двух совершенно неродственных группах появляются одинаковые стратегии, причем развивается на совершенно разной основе. Общественные насекомые, общественные перепончатокрылые, у них генетический механизм определения пола. Вот эти игры с трутнями, рабочими пчелами - это все генетически детерминировано. У термитов совершенно другая, все совершенно по-другому. Там генетически они идентичны, но личинок выкармливают по-разному. Там разное содержание гормона. Поэтому, грубо говоря, все личинки - это просто существа, которых специально удерживают в личиночной стадии на протяжении всей жизни.
Ольга Орлова: То есть это такие бесполые заготовки?
Кирилл Еськов: Совершенно верно. В принципе при некоторых катастрофических обстоятельствах ее можно раскрутить.
Александр Марков: И он начнет размножаться. Причем у термитов рабочими работают и самцы, и самки, а у перепончатых только самки.
Кирилл Еськов: Принципиально разные механизмы, абсолютно. Но тем не менее, и те, и другие вырабатывают социальность, и те, и другие вырабатывают социальность практически в одно время. Вот такие загадки природы. Почему? Если говорить честно, ответа нет. Почему именно в это время понадобилось - непонятно.
Александр Марков: И общественные муравьи, осы тоже в середине мела?
Кирилл Еськов: Это как раз и есть. Муравьи, собственно говоря, группа специализированных бескрылых ос.
Александр Марков: То есть получается, что это происходит, как вы говорите, в середине мелового периода, как раз в тот момент, когда сменилась флора в глобальном масштабе.
Кирилл Еськов: Это тем или иным способом связано с общими радикальными перестройками экосистемы, которые происходили в середине мела, которые связаны с экспансией цветковых растений, которые как раз в этот момент начали полностью перестраивать мир. Но почему такой механизм, такая реакция возникла, не дает ответа. Вопрос для школьной биологической олимпиады. Школьники, будучи незашоренными, иногда выдумывают удивительные вещи. Такие вопросы надо действительно задавать школьникам, старшеклассникам, хорошо иногда пишут. Широкая публика никогда не замечает настоящих научных сенсаций, она буквально кормится бог знает чем. Кто знает, что буквально в 2000 году был открыт новый отряд насекомых? Отряд – это самая высшая группа за классом. Отряды - это жуки, бабочки, перепончатокрылые, стрекозы. Открыт новый отряд - живое ископаемое. Сначала нашли в балтийском янтаре, что опять-таки замечательно, балтийский янтарь изучают двести лет, из балтийского января по нынешнее время описано под четыре тысяч видов животных, больше сотни видов растений. То есть фауна балтийского янтаря - это понятно, что эта самая большая ископаемая фауна всех времен и народов и она сопоставима по размерам, если не превышает, рецентные фауны. Локальную фауну где-нибудь, вот четыре тысячи видов. И тем не менее, продолжают находить периодически, сколько ни ройся, продолжают находить всякие интересности. Но это запредельная вещь, когда нашли представителя нового отряда насекомых, такие мантофазматиды, нечто среднее между богомолом и палочником. Соответственно, нашли сначала в балтийском янтаре и дальше в Намибии нашли два вида живых существ. Совершенно замечательное открытие.
Александр Марков: Действительно новый отряд?
Ольга Орлова: А какое он получил название?
Мантофазмотоды. То есть от «мантис», богомола и палочника. По-русски можно назвать богомоло-палочники. Высказываются еще одна гипотеза, что на самом деле есть еще отряд, который считался вымершим триасовый отряд титаноптора. Он появляется короткое время в триасе, непонятно, от кого происходит и вымирает, не оставив никаких потомков. Есть версия, что эти мантофазматоды - это как раз дожившие до нынешнего времени реликтовые представители вот этот самого триасового отряда.
Александр Марков: Еще была такая дискуссия среди палеоэнтомологов о том, насколько связан рост разнообразия насекомых с быстрой диверсификацией цветковых растений в средине мела. Считалось, что когда стали размножаться цветковые растения, то это стимулировало, был причиной бурного роста разнообразия насекомых.
Кирилл Еськов: Так и есть, только картина оказалась сложнее и интереснее. Середина мела – это время гигантского, очень тяжелого кризиса в наземных экосистемах. Всем известно про великое вымирание на границе кайнозоя и мезозоя. Но дело в том, что вот это великое вымирание целиком связано с морем. Кто жили на суше, практически ничего не заметили.
Александр Марков: Динозавры погибли последние.
Кирилл Еськов: В это время сдохли последние семь видов динозавров. Это совсем не ситуация обвального вымирания в морях, которое было. А обвальные вымирания на суше как раз были в середине мелового периода, за 25-30 миллионов лет до этих событий. Вот там на суше действительно происходило бог знает что, и вымирание насекомых были масштабов, такой скорости и всего прочего. Это связывалось с быстрой экспансией покрытосеменных цветковых, которые перестраивались все тогдашние экосистемы. Они вытесняли мезозойских голосеменных и формировались принципиально новые экосистемы. Но опять-таки одни группы насекомых вымирали, другие группы активно развивались. Связь была четкая, замечательная и все было хорошо. Потом начали уточнять и, оказалось, что все это хорошо. Но вымирание у насекомых начинается, и вымирание у насекомых и появление новых групп начинается в конце юрского периода еще. А дальше оказалось, что все действительно гораздо более интереснее. В самых разных группах голосеменных в конце юрского периода начинает вырабатываться независимый синдром покрытосеменных. То есть цветковые растения делали, так же как везде, его делали как минимум четырьмя разными независимыми способами. И поскольку, вообще говоря, одной из ключевых вещей для цветковых растений - это действительно эволюция с насекомыми, а насекомые естественно на все эти попытки реагируют со своей стороны. То есть, грубо говоря, те создают рабочие места для насекомых на этом месте, насекомые с большой благодарностью начинают использовать открывающиеся возможности, целая группа взаимоприспособлений на этом месте возникает. Но как раз фишка в том, что на этом месте возникает то, что Красилов, один из специалистов по этому периоду и по происхождению покрытосеменных, он назвал многочисленные и независимо появляющиеся группы голосеменных назвал имитаторами цветковых. Фишка вся в том, что в это же время появляются среди насекомых имитаторы бабочек, имитаторы пчел и все прочее, совершенно в других группах. Там дивные совершенно сетчатокрылые калиграмотиды. Имитатор бабочки, то есть это здоровенное в ладонь величиной существо, у которых крылья совершенно как бабочные, и более того, у них концентричные круги, яркие разноцветные концентрические круги. В Каратау сохраняется окраска. Они просто вывешены в мезозойском зале в музее.
Ольга Орлова: Почему они имитаторы?
Кирилл Еськов: Им совершенно без разницы, какая этикетка на этом написана, главное, что это ведет себя как цветок. Соответственно, они в свой черед ведут себя тоже как бабочка, не будучи бабочкой. И дальше каждое приспособление, каждое следующее приспособление вот этих самых имитаторов-опылителей и всех прочих групп провоцирует растение на специализацию во вполне определенном направлении, а растения специализируясь все больше, оно провоцирует их на выработку набора признаков, получается замечательная система с положительной обратной связью. Есть тендер, грубо говоря, природа дает тендер на определенный заказ. У кого-то получается, у кого-то нет. Картина оказалась эволюции насекомых и цветковых и соотношение с возникшим в середине мела кризисом не такой, как предполагалось в 70 годы, когда впервые открыли это явление. То есть картина оказалась сложнее и, на мой взгляд, просто интереснее и драматичнее.
