Большинство современных жуков, с которыми сталкивается человек, относятся к подотряду Polyphaga, и такое доминирование наблюдается уже с мелового периода. Ученые из Палеонтологического института им. А.А. Борисяка РАН опубликовали обзор, в котором рассмотрели основные факторы эволюционного успеха этой группы жесткокрылых.

Одним из наиболее поразительных эволюционных приобретений жуков-полифаг стало возникновение и закрепление геномных инноваций (в том числе путем горизонтального переноса генов от бактерий и грибов), позволивших им самостоятельно без участия симбиотических бактерий вырабатывать энзимы для переваривания малопитательной и сложной в обработке растительной пищи. В качестве другой причины необычного многообразия этой группы жуков авторы статьи отмечают относительно раннее время появления отряда в геологической летописи (около 300 млн лет назад), что дало им достаточно времени для эволюции.

Рубеж перми и триаса (251 млн лет назад) был одним из ключевых этапов в эволюции жуков. Данные палеонтологии и молекулярной филогенетики показывают, что именно в это время появились предки Polyphaga, но как выглядели древнейшие представители этого подотряда и в чем заключались особенности их ранней эволюции – пока не ясно.

Используя все доступные палеонтологические данные, авторы статьи провели оценку молекулярно-генетических и палеонтологических прогностических моделей, предсказывающих облик и предполагаемый образ жизни древнейших жуков.

На основании позднепермских находок сделано предположение о том, что питание древесиной могло стать ключевой причиной невероятного разнообразия жуков-полифаг. Позднее на основе этого типа питания могли развиться такие формы фитофагии, как минирование листьев и заражение растений грибами, специально принесенными насекомым в только что прогрызенный ход (так поступают некоторые современные жуки-долгоносики и короеды).

Попытка подтвердить эту версию на материале из триаса осложнена крайне малым числом находок жуков раннего и среднего триаса. Только к началу позднего триаса (около 225 млн лет назад) появились несомненные представители Polyphaga – жуки-пельтосиниды. Морфология этих жуков указывают на вероятную экологическую связь пельтосинид с древесиной и подтверждают предположения о ксилобионтности (обитании внутри древесины) и ксиломицетофагии (питании грибами, растущими внутри древесины) как исходном образе жизни Polyphaga.

Также авторы предполагают, что похожие жуки могли быть среди первых насекомых-опылителей, а палинофагия (питание пыльцой) была промежуточным типом диеты между исходным типом питания (детритофагией – питанием растительным детритом, микофагией – питанием грибами, и сапрофагией – питанием разлагающимися остатками) и специализированной фитофагией, как у некоторых современных представителей подотряда.


Трехмерная реконструкция позднепермского жука Ponomarenkium belmonthense (Yan et al., 2017) из местонахождения Бельмонт в Австралии и фотография жука из пограничных пермо-триасовых отложений местонахождения Бабий Камень в Сибири, который может принадлежать к предкам Polyphaga.

Публикация:
Ян Е.В., Стрельникова О.Д. Эволюция жуков подотряда Polyphaga (Insecta: Coleoptera) в поздней перми и раннем–среднем триасе // Палеонтологический журнал. 2022. № 3. С. 35–46. DOI: 10.31857/S0031031X22030175