Назван в честь Чарльза Дарвина, единственного известного экземпляра недавно обнаруженного жука Darwinylus marcosi, погибшего в липкой капле древесного сока около 105 миллионов лет назад на территории нынешней северной Испании. Когда он метался перед тем, как утонуть, более 100 комков пыльцевых зерен были выбиты из его тела и попали в смолу. На самом жуке осталось пять зернышек. Зерна, хранящиеся вместе с жуком в уже затвердевшем янтаре, показывают, что перед смертью жук жевал пыльцевую муку своими челюстями.
Ученым, знакомым с этой эпохой земной истории, серединой мезозоя, не нужно было долго размышлять о том, какие цветы производят пыльцу. Ответ - нет. Янтарь относится к тому времени, когда цветущие растения - покрытосеменные - только начинали появляться, и на земле преобладали разнообразные нецветущие виды растений, такие как саговники, гинкговые, беннеттиалеевые и хвойные - голосеменные растения.
Теперь открытие D. marcosi в испанском янтаре является доказательством нового способа опыления насекомыми, который восходит к середине мезозоя: жуки с кусающим или «челюстеподобным ротовым аппаратом и жевательным стилем питания», - говорит Конрад. Лабандейра, палеобиолог из Смитсоновского национального музея естественной истории. Это янтарное окаменелость.«…во-первых, прямое свидетельство существования в это время четвертого основного способа опыления голосеменными насекомыми». Исследование об этом открытии и его значении в контексте растущего числа свидетельств взаимоотношений между голосеменными и насекомыми-опылителями и способов, ведущих к появлению цветковых растений, было опубликовано сегодня, 2 марта 2017 года, в журнале Current Biology. Выставка, на которой будут представлены основные результаты этого исследования и отношения между голосеменными и насекомыми-опылителями, будет включена в новый зал окаменелостей музея, который планируется открыть в 2019 году.
Жук является последним в ряду недавно открытых голосеменных насекомых-опылителей, которые процветали в середине мезозоя. Скорпионы, златоглазки, мухи и мотыльки с длинными, похожими на соломинку хоботками откачивают капли для опыления. Капли опыления представляют собой жидкость, похожую на нектар цветковых растений, которая происходит из глубоких воронкообразных отверстий в структурах, подобных сосновым шишкам, и других, часто причудливых, органах, несущих семяпочки голосеменных растений. Мухи с ротовым аппаратом, похожим на губку, также лакали этот сладкий нектар растений. Трипсы с ротовым аппаратом типа «пробивай и всасывай» высасывают питательные соки, раскалывая пыльцевые зерна, выполняя другой тип опыления. Все три способа питания насекомых-опылителей были обнаружены в янтарных и каменных окаменелостях возрастом от 165 до 105 лет, на которых видно, как пыльца голосеменных цепляется за различные структуры ротового аппарата, головы и тела этих насекомых.
Недавно сообщенное открытие, сделанное с растущим телом голосеменных насекомых-опылителей, важно, говорит Лабандейра, … поскольку оно раскрывает широкую картину четырех различных видов опылителей, которые существовали до доминирования цветения. растения между 125 и 90 миллионами лет назад». Эти виды опылителей сохранились до наших дней, хотя конкретные растения и насекомые-участники в основном давно ушли в прошлое.
Современные родственники D. marcosi, семейства, известного как жуки-нарывники, сегодня опыляют цветущие растения, а не голосеменные растения. Окаменелость из янтаря показывает, что эти жуки являются одними из многих голосеменных опылителей, которые «… успешно перешли к питанию и опылению цветковых растений», - говорит Лабандейра.
В меловом периоде многие голосеменные растения и насекомые, которые их опыляли, вымерли в результате всемирных потрясений во время Аптско-альбского разрыва между 125 и 90 миллионами лет назад. Этот период хорошо задокументирован в летописи окаменелостей, поскольку разнообразие голосеменных резко сократилось, и цветковые растения вскоре стали доминировать на земле во время перехода, длившегося 35 миллионов лет..
Те насекомые-опылители, которые зависели от голосеменных и не смогли совершить переход, вымерли. Очень немногие, которые остались с голосеменными и выжили, увидели значительное снижение своего разнообразия. Сегодня большинство голосеменных растений, таких как хвойные деревья и гинкго, опыляются ветром; гораздо меньше голосеменных растений, таких как саговники и необычная группа, известная как гнетовые, опыляются насекомыми.
«Во время этого перехода в стратегиях опыления у некоторых опылителей были точно настроенные ротовые органы и другие особенности тела, которые соответствовали тонко сконструированным компонентам их голосеменных растений-хозяев», - говорит Лабандейра. «И поскольку эти насекомые-опылители и растения были взаимозависимы, существовал риск исчезновения обоих партнеров, если один из них колебался, что в основном и происходило. Современные насекомые-опылители и их растения-хозяева могут сегодня сталкиваться с аналогичными условиями, и наше понимание этого более раннего может помочь нам лучше понять и понять нынешнюю ситуацию».
Многие голосеменные опылители, такие как D. marcosi, успешно перешли на покрытосеменные растения. Другие опылители, такие как пчелы, возникли во время или после того, как цветущие растения стали господствовать на земле.
Насекомые, которые совершили переход от голосеменных к покрытосеменным, смогли сделать это, сохранив в основном те же типы ротового аппарата, говорит Лабандейра, отчасти потому, что большинство насекомых опыляли различные, в целом неродственные растения, с одинаковыми наградами в виде пыльцы и опыления. капли, даже несмотря на то, что органы, производящие пыльцу, и органы, несущие семяпочки, у этих двух основных типов растений сильно различались.«Протопласты пыльцы голосеменных практически такие же, как у пыльцы покрытосеменных», - говорит Лабандейра. «Капли пыльцы голосеменных растений и нектар покрытосеменных растений происходят из разных тканей, но также очень похожи по составу и почти по всем другим свойствам, включая содержание питательных веществ».
Способность опылять широкий спектр неродственных голосеменных, вероятно, была очень полезна для опыления насекомых при переходе к опылению широкого спектра цветковых растений.