Ученые предполагают, что крылья насекомых возникли из жабр

У первых животных, летавших на Земле, могли очень хорошо развиться крылья из жабр. Группа исследователей из Чехии и Германии проанализировала доисторические окаменелости летающих насекомых, существовавших примерно 300 миллионов лет назад, и выявила структуры, похожие на крылья и жабры, которые выглядят удивительно похожими. Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.

Открытие предполагает, что некоторые из первых крылатых насекомых были водными или полуводными в виде личинок, и результаты могут помочь решить одну из величайших загадок, волнующих современных биологов-эволюционистов: откуда у насекомых появились крылья?

«Хотя наши окаменелости, конечно, не представляют собой предка крылатых насекомых — это личинки, а взрослые особи этой группы уже имели полностью функциональные крылья — это все еще относительно древняя группа насекомых», — объясняет энтомолог Павел Срок из Чешской академии наук (CAS). «Учитывая тот факт, что личинки других древних таксонов насекомых, таких как подёнки и стрекозы, также ведут водный образ жизни, это подтверждает возможность того, что водная среда сыграла важную роль в самом начале эволюции крылатых насекомых».

Очевидно, что жизнь в небе отличается от жизни в воде, и тем не менее, на временной шкале эволюции насекомых, похоже, существует невидимая нить, соединяющая две среды обитания.

Исторически сложилось так, что большинство дискуссий о крылатых насекомых предполагали, что их предки были наземными, но недавние генетические и ископаемые данные свидетельствуют о том, что первые насекомые могли напоминать водных или полуводных ракообразных.

Таким образом, один гипотетический путь предполагает, что крылья насекомых произошли от конечностей, а другой утверждает, что они произошли от жаберных придатков.

Эти конкурирующие теории иногда называют теориями «летяги» и «летучей рыбы», но существует и третья гипотеза, согласно которой слияние структур ног и жабр способствует эволюции крыльев – странный гибрид белки и рыбы. если вы будете.

Проблема с доказательством правильности любой из теорий заключается в том, что окаменелости древних насекомых встречаются крайне редко. Более того, часто предполагается, что то, как эти существа развивались в виде личинок, намекает на их эволюцию, хотя доказательств, подтверждающих это, мало.

Тем не менее, подтверждающие генетические исследования показывают, что и жабры, и крылья молодых поденок имеют схожее происхождение.

Сегодня современные ракообразные дышат через свой экзоскелет, но личинки подёнок, стрекоз, стрекоз и многих других насекомых, связанных с водной средой обитания, дышат через жабры на брюшке.

Теперь анализ окаменелостей личинок насекомых, существовавших около 300 миллионов лет назад, намекает на то, как эти структуры могут стать крыльями.

Окаменелости насекомых, представляющие различные стадии развития, были найдены в горной породе в Германии, возраст которой составляет около 300 миллионов лет.

В личиночном состоянии эти существа немного напоминают трилобитов. На такой ранней стадии развития вид, называемый Katosaxoniapteron brauneri, обладает бахромой боковых выростов или «створок», которые, по-видимому, подходят для водного образа жизни. И верхний, и нижний клапаны выглядят удивительно похожими и имеют нитевидные сосочки, связанные с дыханием.

Однако во взрослом возрасте створки, ближайшие к голове, превращаются в крылья.

Срока и его команда утверждают, что их результаты «сильно подтверждают идею о том, что крылья произошли от предшественников предковых жабр».

«Первые формы уплощенных выступов на грудной клетке, давшие начало более поздним крыльям, могли, таким образом, возникнуть как органы дыхания», — говорит Срока.

Но для подтверждения этой гипотезы, которая все еще находится в зачаточном состоянии, необходимо гораздо больше доказательств. Лишь примерно в 2010 году ученые пришли к выводу, что насекомые и ракообразные генетически тесно связаны.

Жизнь водного древнего насекомого остается загадкой, которую предстоит разгадать.