Раки претендуют на звание предков насекомых

Многоножки могут потерять право называться предками насекомых. Вместо них на это звание претендуют ракообразные. К такому выводу пришли биологи после генетического анализа необычных и редких водяных рачков.

К типу членистоногих (Arthropoda) относятся и ракообразные, и паукообразные, и насекомые, и многоножки. Членистоногих, казалось бы таких разных, объединяет одна общая черта – наружный хитиновый скелет. Численность этих организмов настолько велика, что их биомасса (несмотря на в общем-то небольшие размеры тела и вес) превышает биомассу всех остальных животных, обитающих на Земле (даже самых крупных) вместе взятых.

Ученые эволюционисты уже давно мучаются вопросом: почему членистоногие такие успешные и как они смогли адаптироваться практически к любым условиям жизни, даже самым суровым? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно прежде всего восстановить их «родословную», говорят специалисты. И вот тут-то ученые натыкаются на множество проблем. Делать какие-либо выводы сложно из-за нехватки данных генетического анализа, считают многие.

Наконец-то биологам Музея естественной истории округа Лос-Анджелес, Мэрилендского университета в Колледж-Парке и университета Дьюка удалось выстроить достаточно полную картину родственных отношений внутри типа членистоногих и даже найти предков насекомых. Ими оказались не многоножки, как считалось раньше, а ракообразные из класса ремипедий и цефалокарид.

О подробностях исследования корреспонденту Infox.ru рассказала одна из авторов работы доктор Реджина Уэтцер (Regina Wetzer) из Музея естественной истории округа Лос-Анджелес.

Необычные ракообразные

Как говорит доктор Уэтцер, им удалось провести филогенетический анализ 75 видов членистоногих, предварительно тщательно отобрав кандидатов – представителей разных классов. Счастливчиками оказались и такие редкие виды, как Speleonectes tulumensis – представитель класса ремипедий (Remipedia), и представители класса мистакокарид (Mystacocarida).

«Впервые живые ремипедии были обнаружены сравнительно недавно — в 1979 году в глубоких морских впадинах Карибского моря. Эти животные абсолютно слепые, у них нет глаз. Их небольшое вытянутое тело имеет размеры всего от одного до четырех сантиметров и состоит из 42 сегментов.

А мистакориды — совсем крошечные, меньше одного миллиметра, они обитают между песчинками», — рассказывает доктор Уэтцер. Чтобы найти мистакорид и отобрать образцы, доктору Уэтцер пришлось провести долгие часы на пляже Вудс-Холла (побережье Атлантического океана, штат Массачусетс). Ремипедий ученым доставили прямо из подводных известняковых пещер, расположенных в районе полуострова Юкатан. «Ученым на самом деле мало известно о том, как происходило развитие членистоногих, этой самой успешной группы животных. На мой взгляд, наше исследование действительно важно именно потому, что показывает, как разные группы членистоногих связаны между собой. Это поможет понять, как они эволюционировали», — говорит Реджина Уэтцер.

Насекомые произошли от двух классов ракообразных

Генетическим анализом занималась группа доктора Джерома Региера (Jerome C. Regier) из Центра биосистемных исследований университета Мэриленда. Ученые использовали 2,5 тыс. комбинаций праймеров (коротких фрагментов ДНК), чтобы обнаружить различия в 62 генах 75 отобранных видов членистоногих. В результате они пришли к двум очень любопытным и неожиданным выводам. Во-первых, подтвердилась гипотеза, что класс насекомых произошел от надкласса ракообразных. До этого их предками считались многоножки. «Мы выделили новую систематическую группу и назвали ее Xenocarida, в которую включили ракообразных — представителей класса ремипедий и цефалокарид.

Генетический анализ показал, что Xenocarida дали начало огромной группе шестиногих насекомых, — говорят ученые. — По всей видимости, ракообразные Xenocarida обитали в воде, но в определенный момент вышли на сушу и уже там дали начало насекомым, которые вскоре стали процветающей группой», — говорит один из авторов работы профессор университета Дьюка Клиффорд Каннингем (Clifford W. Cunningham).

Второй важный вывод, по словам доктора Уэтцер, который сделали ученые, — группа хелицеровых (Chelicerata), к которой относятся, например, клещи и пауки, отделилась от ракообразных очень рано, намного раньше, чем многоножки и насекомые. Это значит, что пауки имеют связь с насекомыми значительно более отдаленную, чем предполагалось до сих пор.

Более подробно об исследованиях систематики членистоногих можно прочитать в статье Arthropod relationships revealed by phylogenomic analysis of nuclear protein-coding sequences, опубликованной в последнем выпуске журнала Nature.