Исследователь из Палеонтологического института им. А. А. Борисяка Российской академии наук Евгений Ян вылепил из «цифровой глины» общего предка насекомых из группы полинеоптер. Модель создана на основании результатов масштабного исследования, проведенного международной группой ученых.

Полинеоптеры (Polyneoptera) – крупная группа крылатых насекомых, включающая 10 современных и 4 вымерших отряда. К ним относятся кузнечики, богомолы, тараканы, термиты, палочники, веснянки и множество других, менее известных насекомых. Ранее было установлено, что эта группа является монофилетической, то есть все ее члены имеют общего предка. Однако эволюционные взаимоотношения между отрядами полинеоптер оставались неясными. Для решения вопроса была сформирована международная команда, состоящая из молекулярных генетиков, специалистов по систематике насекомых и палеонтолога. На первом этапе они отобрали 106 видов современных насекомых с известным геномом из всех отрядов полинеоптер. Далее на основании генетического анализа были построены матрицы признаков, среди которых выделены наиболее древние. Признаки (всего их 112) были объединены в шесть групп: внешний вид взрослых особей, поведение, местообитание взрослых особей и личинок, питание, образ жизни. Наглядным результатом исследования стало филогенетическое древо насекомых, на котором определено место предполагаемого предка группы.

Единственный в команде палеонтолог – старший научный сотрудник Палеонтологического института Евгений Ян построил виртуальную модель общего предка полинеоптер, которая наглядно визуализировала полученные результаты.

Гипотетический общий предок имел ортогнатную голову, то есть «челюстями вниз», грызущий ротовой аппарат, неуплощенное мягкое тело, пятичлениковые лапки. Его крылья не были трансформированы в надкрылья, на конце брюшка имелись членистые придатки. Скорее всего, насекомое было всеядным и вело наземный образ жизни.

- Это предполагаемое древнее насекомое не поражает воображение своим уникальным видом, как, например, динозавр. Многие его черты легко обнаружить среди многочисленных потомков где-нибудь в подмосковном лесу. Тем не менее, это научно обоснованная реконструкция, именно таким мы можем представить себе древнего предка полинеоптер. На основе анализа огромного массива данных мы смоделировали тело насекомого, затем выбрали фон, положили тени, - рассказывает Евгений.

Предположительно, общий предок полинеоптер жил в начале каменноугольного периода (около 350 млн лет назад).

Полученная модель – хороший инструмент стимулирования научного интереса и проведения комплексных междисциплинарных исследований. Возможно, когда-нибудь она подтвердится – или будет опровергнута – палеонтологическими данными. Сложность состоит в том, что гипотетический предок имеет много «телесных» признаков, а в ископаемом состоянии сохраняются, как правило, только крылья. В любом случае полученная модель послужит хорошим ориентиром для палеоэнтомологов. Работа отражает позитивный тренд в современной науке, когда специалисты из разных областей – биохимики, генетики, систематики и другие – используют методы палеонтологии или привлекают палеонтологические данные для проверки своих гипотез.

Работа опубликована: PNAS February 19, 2019 Evolutionary history of Polyneoptera and its implications for our understanding of early winged insects.


Виртуальная модель последнего общего предка насекомых из группы Polyneoptera, полученная на основании анализа 112 морфологических признаков:



Промежуточные этапы работы по созданию модели: