Первое в мире исследование редкого семейства насекомых поможет ученым понять, как обычные кустарниковые сверчки, с которыми мы знакомы сегодня, развили свои узкоспециализированные акустические функции.
Результаты нового исследования сенсорных и эволюционных биологов из Университета Линкольна, Великобритания, в сотрудничестве с группами из Канады и Франции были опубликованы в Journal of Experimental Biology.
Профинансированное Leverhulme Trust, новое междисциплинарное исследование проливает свет на самые ранние этапы эволюции звуковых органов у прямокрылых (кустарниковых сверчков и родственных им видов) - крупнейшей группы акустически активных насекомых на Земле. планета.
В исследовании подробно рассматривается небольшая и редкая группа прямокрылых, называемых «григами», которые являются единственным оставшимся живым семейством древнего надсемейства сверчков, называемых «хаглиды». До сих пор большая часть наших научных знаний о хаглидах была получена из окаменелых останков, которые, как известно, датируются как минимум юрским периодом.
Это новое исследование показывает, что григи и то, как они издают звуки с помощью своих крыльев, имеют большое значение, помогая нам понять ранние этапы эволюции многовековых родословных современных полевых и кустарниковых сверчков.
Д-р Фернандо Монтеалегре-З, обладатель гранта Leverhulme и ведущий энтомолог из Школы наук о жизни Университета Линкольна, объяснил: «Сегодня существует менее 10 видов григов, почти 100 видов вымерли, поэтому наше исследование в этих редких животных очень важен, поскольку он многое говорит нам о том, как эволюционировали прямокрылые.
Наша работа сосредоточена на взаимосвязи между формой и функцией звукогенерирующих органов различных групп сверчков. И обыкновенные полевые сверчки, и кустарниковые сверчки классифицируются по самцам групп, издавающим привлекающие самок крики: потирая специализированные области передних крыльев.
Такая звукогенерация стала возможной благодаря специально развитой морфологии передних крыльев. Напротив, передние крылья григов лишены большинства специализированных особенностей, наблюдаемых у их родственников. Другими словами, они больше напоминают формы, которые мы видим у окаменелые останки ныне вымерших видов».
Предыдущие исследования пришли к выводу, что григи более тесно связаны с кустарниковыми сверчками, чем с обычными полевыми сверчками. Однако и григи, и обыкновенные сверчки используют два симметричных передних крыла для создания звука, в то время как кустарниковые сверчки имеют сильную асимметрию между передними крыльями и используют разные площади крыльев для воспроизведения звука.
Используя самые современные методы лазерных измерений, исследовательская группа обнаружила, что области, производящие звук, на крыльях григов на самом деле такие же, как и у кустарниковых сверчков.
Бенедикт Чиверс, аспирант, финансируемый грантом Леверхалма в Университете Линкольна, сказал: «Наши результаты показывают, что звуковые генераторы у григов представляют собой раннюю эволюционную стадию в родословной кустарниковых сверчков. важно для наших исследований ранних эволюционных стадий огромного группового разнообразия.
"Мы идентифицировали вибрирующие области на, казалось бы, неспециализированных крыльях и обнаружили, что они могут функционировать как хорошо настроенные резонаторы - это особенно интересно, потому что в палеонтологической летописи есть множество примеров подобных "неспециализированных" крыльев, и до сих пор наше понимание того, как они работали, было относительно плохо.
Теперь мы считаем, что как морфология, так и функция крыльев григов представляют собой переходную стадию между неспециализированными крыльями их ископаемых предков и адаптированной формой современных кустарниковых сверчков.
"Благодаря этому новому исследованию научные усилия по обнаружению вибрационных и звуковых свойств окаменелых крыльев будут значительно улучшены, так что мы сможем лучше понять акустический мир, в котором когда-то жили ныне вымершие виды."
Исследователи также обнаружили, что на крыльях григов есть «зеркальная область», которая является общей как для кустарниковых сверчков, так и для полевых сверчков. Они считают, что это открытие указывает на единую наследственную модель, от которой потом расходились линии полевых сверчков и кустарниковых сверчков. После этого первоначального исследования теперь можно провести дополнительную работу по изучению ранних стадий развития видов.