Происхождение богомолов

Wingertshellicus backesi, lateral view, specimen SMNS 64880 (D.b.). (A) Photograph. (B) Radiograph. (C) Counterpart; photograph. (D) Counterpart; radiograph. Scales 10 mm

«Евгений Щербаков

Изучение ископаемых организмов, в конечном счете, преследует цель полностью восстановить эволюционный путь конкретной линии в надежде, что это наведет нас на какие-то ранее неизвестные закономерности. Особый интерес, конечно, представляют «промежуточные звенья» между таксонами, хорошо очерченными морфологически и экологически. Между тем, нередко в такой «переходной зоне» биологи обнаруживают виды, совершенно не похожие ни на своих предков, ни на предполагаемых потомков (или ближайших родственников), а представляющих вместо этого настоящее попурри из признаков этих и других, иногда даже далеких групп. Так, например, обстоит дело с ранними членистоногими, где вполне можно встретить животных с хитинизированными конечностями, но мягким телом, или принять ракообразное за морское насекомое.

В изучении происхождения столь харизматичных насекомых, как богомолы, проблема «промежуточных звеньев» стоит весьма остро.

Многие неэнтомологи вообще сильно удивляются, когда им говоришь, что ближайшие современные родичи богомолов — это тараканы, которые, как известно, в массе своей не сильно изменились за 300 млн. лет. И, действительно, как ЭТО (1) могло превратиться в ЭТО (2)?!

И тем не менее, сходство внутреннего строения и генома у них настолько велико, что их близкие родственные отношения — это один из немногих твердо установленных фактов в изучении филогении насекомых. Проблема в том, что при появлении в палеонтологической летописи ранние богомолы уже обладают практически всем набором характерных признаков и не обнаруживают явного внешнего сходства ни с одним из вымерших или современных семейств тараканов. Поэтому теорий, от кого же конкретно они произошли (а, точнее, кто их ближайшая сестринская группа, которая может указать на строение непосредственного предка), довольно много.

Одни палеоэнтомологи сближают их с поноптериксидами — очень своеобразным семейством тараканов, обладавших затвердевшими надкрыльями, как у жуков, с которыми их поначалу путали. У поноптериксид голова, не прикрытая переднеспинкой, поперечная бороздка на самой переднеспинке и очень похожий на богомолий яйцеклад самки. Другая группа гипотез сближает богомолов с не менее своеобразными хищными тараканами (а конкретно — семействами Manipulatoridae, либо Raphidiomimidae, в зависимости от гипотезы). У этих тараканов была вытянутая голова и очень длинные ноги. Однако, ни у поноптериксин, ни у хищных тараканов нет даже намека на характерное именно для богомолов строение передних хватательных ног, которое, собственно, и придает им вид молящегося человека. Все эти тараканьи семейства вымерли вместе с динозаврами.

Конец прошлого года и начало этого принесли несколько свежих статей о новых находках в меловом периоде как ранних богомолов (vk.cc/4Tlhxs — опять же, без неожиданностей), так и их предполагаемых сестер. И если Raptoblatta waddingtonae выглядит вполне как таракан, к которому студент-шутник приклеил пару богомольих ног, то с Alienopterus brachyelytrus поначалу вообще ничего не было понятно. Сохранись он как слабый отпечаток, что обычно и бывает с ископаемыми насекомыми, он, возможно, и не привлек бы такого внимания, оставшись навеки очередным «incertae sedis» (так именуют таксоны, родство которых не может быть установлено с достаточной точностью по причине фрагментарности остатков).

Alienopterus brachyelytrus в бирманском янтаре возрастом 99 млн лет. Фото: Bai et al., 2016.

Но экземпляр заключен в бирманский янтарь и отличается превосходной сохранностью. Это сохранность позволила международной команде изучить его досконально, с применение компьютерной микротомографии, и, в конечном итоге, выделить его в отдельный… отряд, который они назвали Alienoptera («чужекрылые»). Это четвертый новый отряд насекомых установленный в XXI веке (после Mantophasmatodea, Nakridletia и Coxoplecoptera). Его единственный пока представитель сходен с богомолами огромной треугольной головой с большими сложными глазами, тремя простыми глазками (у современных тараканов их два), глубокой поперечной бороздкой на переднеспинке, а также специальной щеточкой на передних бедрах, которая ранее была известна только у богомолах и используется последними для чистки глаз. Но помимо этих признаков, у алиеноптеруса еще и огромные огибающиеся присоски на лапках — аролии, которые полностью редуцированы у богомолов, но именно в такой форме имеются у мантофазматод.

Плюс к этому сильно укороченные твердые надкрылья, прикрывающие лишь самое основание крыльев. Да и специализация передних ног к хватанию у него очень слабая и, откровенно говоря, лишь предполагается. Решающим факторов в данном уникальном случае стало строение полового аппарата. По счастью, нашли самца — а половые органы самцов радикально отличаются между разными группами насекомых. Томография показала высокую степень сходства по этому комплексу с примитивными современными богомолами, что и определило результат филогенетического анализа. Вот только ясно, что даже если именно алиеноптерус является ближайшей сестринской группой к богомолам, едва ли он поможет нам представить облик их предка, будучи очевидной тупиковой ветвью, зашедшей весьма далеко в своей эволюции.

Alienopterus brachyelytrus. Фото: Bai et al., 2016.

На мой скромный взгляд, он, скорее, подходит на роль кандидата в конечную стадию эволюции поноптериксид, указывая, в свою очередь, на их действительную близость к богомолам. Укороченные надкрылья в этом случае неудивительны. Так, предки современных палочников были вполне полнокрылыми, а у многих современных надкрылья вторично сильно укорочены. Почти у всех жуков надкрылья закрывают брюшко целиком, но немало и коротконадкрылых видов; при этом, например, стафилиниды (Staphylinidae) упаковывают задние крылья под надкрылья, а другие, как неполнокрылые усачики, этого не делают. В последнем случае это обусловлено мимикрией под всяких жалящих перепончатокрылых. Может, и Akienopterus под кого-то мимикрировал? Доказать его родство с поноптериксидами можно было бы через те же мужские гениталии, но они у последних, к сожалению, неизвестны.

Нелегко представить себе образ жизни подобного насекомого. Бедра и голени ног у него гладкие, без шипов, что резко отличает алиеноптеруса даже от тараканов. Лишь на передних бедрах имеются густые гибкие щетинки, но какую же добычу можно поймать ими? Крупные глаза и чистящая щеточка ясно указывают на главенство зрения, как и у богомолов. Авторы предполагают, что алиеноптерус мог питаться мелкими нежными клещами или тлями: пользуясь крупными присосками, он свободно перемещался по листьям, выискивая добычу с помощью хорошего бинокулярного зрения и «снимая» её с субстрата хватательными движениями, аналогичными таковым у богомолов. Любопытно, что современные примитивные богомолы охотятся на поверхности коры, как живых, так и упавших деревьев. «Где-то недалеко» живут и современные тараканы. И если раньше переход между этими двумя образами жизни предполагался достаточно простым, то бегающие по листьям алиеноптеры, если они и правда близки к предкам богомолов, могут усложнить картину. Как видим, обычная ситуация — новые находки задают новые вопросы вместо полного прояснения ситуации.

Оригинальная статья пока не вышла в печать (и нет еще многих важных дополнительных материалов), но с ней уже можно ознакомиться»

Источник ВКонтакте