Известные своей исключительной мимикой, палочники развили ряд методов откладывания яиц, чтобы максимизировать выживаемость яиц, сохраняя при этом свою маскировку, включая бросание яиц на землю, нанизывание их на листья и даже привлечение муравьев для рассеивания яиц. Теперь ученые объединили знания об этих различных методах с анализом ДНК, чтобы создать лучшую на сегодняшний день карту эволюции палочников. В отличие от предыдущих эволюционных теорий, основанных на анатомическом сходстве, новый анализ показывает, что первые палочники щелкали или бросали яйца, прячась в листве. Также установлено, что географически изолированные популяции палочников с большей вероятностью связаны между собой, чем популяции со сходными характеристиками. Исследование, опубликованное в специальном выпуске журнала Frontiers in Ecology and Evolution, посвященном палочникам, приближает нас на один шаг к пониманию этих загадочных существ.
Хотя история эволюции большинства групп насекомых хорошо задокументирована, палочников было трудно классифицировать. Наш новый анализ добился больших успехов, показав, что эволюция палочников и листоносов не может основываться исключительно на анатомических особенностях. », - говорит доктор Джеймс А. Робертсон из Службы надзора за здоровьем животных и растений при Университете Бригама Янга, США. «Связывая их широкий спектр методов откладывания яиц с их эволюционной историей, мы обнаруживаем, что подбрасывание и опускание яиц является древнейшей стратегией с точки зрения эволюции».
Насекомые-палочники становятся все более популярными в индустрии домашних животных из-за их выдающихся размеров, причудливой внешности и мягкого характера. Это единственные насекомые, у которых каждый вид имеет индивидуальную форму яйца. В 1950-х годах ученые основывали эволюционные теории палочников на традиционном методе изучения тонких изменений в анатомических особенностях. Однако этот метод не мог объяснить, почему отдаленно родственные виды, например те, которые разделены далекими континентами, часто имеют очень похожие черты.
Используя анализ ДНК и связывая эти результаты с разнообразием методов откладывания яиц, Робертсон и его коллеги создали собственную карту эволюции палочников. Помимо того, что результаты показали, что виды, географически изолированные друг от друга, с большей вероятностью связаны между собой, чем виды, которые выглядели похожими, результаты поставили под сомнение предыдущие теории о том, как эволюционировали стратегии откладывания яиц насекомыми-палочниками.
Считалось, что палочники произошли от наземной взрослой формы, которая откладывала свои яйца непосредственно в почву. Мы показываем, что предки палочников на самом деле оставались в листве и бросали или отбрасывали свои яйца на землю., метод, используемый большинством этих насекомых в качестве стратегии, чтобы оставаться в маскировке», - объясняет Робертсон.«Затвердевание яйцевой капсулы на ранних этапах эволюции палочников представляет собой ключевое новшество, позволяющее добиться дальнейшего разнообразия».
Эта затвердевшая капсула позволяет яйцу пережить падение с кроны, плавать на воде и проходить через кишечник птиц. Еще одно новшество, предназначенное исключительно для палочников, которые отбрасывают или бросают яйца, - это заполненная едой шапочка на яйце, которая привлекает муравьев, которые затем рассеивают его гораздо дальше, чем самка палочника могла бы достичь самостоятельно.
Робертсон продолжает: «Затем палочковидные насекомые адаптировались к новым микросредам обитания, что включает в себя изменение способа развертывания и рассеивания их яиц. откладывание яиц в почву или в трещины коры. Другие популяции независимо развили стратегии склеивания, причем одна из них еще больше разнообразилась, закапывая яйца, нанизывая их на листья или производя сложный яичный мешок."
Это новое исследование показывает, что молекулярные данные могут начать проливать свет на эволюцию этих загадочных существ, и многое еще предстоит выяснить.
Робертсон объясняет: «Мы надеемся выяснить, как и когда произошли ключевые инновации в эволюции палочников, насколько широко распространены эти черты и где географически они эволюционировали».