От морских берегов до солончаков большое количество пауков ведет жизнь в воде или вокруг нее. Исследователи из Калифорнийской академии наук и Университета Уильяма Патерсона обнаружили, что почти пятая часть всех семейств пауков связана с морской или пресноводной водной средой обитания. Их выводы, недавно опубликованные в Зоологическом журнале Линнеевского общества и метко названные «Водная жизнь с пауками», опровергают распространенное заблуждение, что все пауки обитают на суше, и раскрывают удивительные пути эволюции этой группы от наземного существования назад. к водному существованию.
«Это исследование проливает свет на то, что раньше было темным уголком паучьего древа жизни», - говорит старший автор Лорен Эспозито, доктор философии, куратор академии арахнологии. «Это самый обширный литературный обзор водных пауков на сегодняшний день - мы были поражены тем, насколько эволюционно пауки научились взаимодействовать с водной средой обитания».
Освещение «Водная жизнь с пауками»
Чтобы каталогизировать этих обитающих в воде пауков, команда сначала проконсультировалась с многолетними исследованиями, проведенными коллегами из Академии. Группа пауков, известная как Dictynidae, привлекла их внимание: хотя известно, что она содержит удивительное разнообразие водных пауков со всего мира, эта группа представляла собой запутанные взаимоотношения видов. Используя анализ ДНК, команда тщательно изучила и отсортировала образцы, отмечая случаи, когда вид полностью или частично ассоциировался с водой. Из 120 семейств пауков на древе жизни они обнаружили, что члены 21 семейства проявляют склонность к водной среде обитания. Эта группа представляет почти пятую часть всех семейств пауков, известных науке.
"Мы благодарны за дух сотрудничества наших коллег, чьи предыдущие исследования заложили основу для нашей команды", - говорит ведущий автор Сара Крюс, доктор философии и научный сотрудник Академии. «Мы не только были очарованы уникальной экологией и удивительным разнообразием группы Dictynidae, мы также поняли, что никто никогда не рассматривал их поближе».
Хотя некоторые виды водных пауков имеют общего предка, соавторы пришли к выводу, что большинство из них являются дальними родственниками с внешне схожими чертами - явление, известное как конвергентная эволюция. Зная, что у группы не было единого эволюционного происхождения, исследовательская группа решила составить «атлас характеристик», чтобы увидеть, дают ли определенные черты паукам преимущество (или восемь) при процветании в суровых водных мирах.
Вооружены водными приспособлениями
Водные пауки демонстрируют широкий и специализированный набор приспособлений, предполагая, что они ведут более склонный к воде образ жизни, чем считалось ранее.
Возьмем ныряющих тарантулов Maningrida из Северной территории Австралии, которые щеголяют густыми волосками, которые отталкивают воду и сохраняют (все четыре) их легкие сухими. Когда идут проливные дожди, пауки прячутся в водонепроницаемые норы - если их затапливает вода, они могут затаиться в панцире из пузырьков воздуха и выдержать до шести часов полного погружения. В пресноводных средах обитания по всему миру пауки-рыболовы используют поверхность воды как продолжение своей сенсорной системы: каждая рябь предупреждает о приближении рыбной муки. А в горячих, выжженных карманах испарившегося Солтон-Си солончаки процветают в пресной воде, скопившейся между зияющими трещинами и соляными корками. Единственный по-настоящему водный паук - водолазный паук Европы и Азии - плетет подводную шелковую паутину, которую он надувает, как воздушный шар, утаскивая пузырьки воздуха с поверхности.
«Мы обнаружили, что многие виды адаптации широко распространены среди видов пауков, живущих в воде, в то время как другие водные пауки полностью лишены этих благоприятных характеристик», - говорит Эспозито.«Мы были удивлены, обнаружив, что эти черты, хотя и безусловно полезные, не являются необходимым условием для того, чтобы выдержать жизнь под водой».
Эволюционные пути менее пройденные
Предки пауков и всей наземной жизни произошли в океане.
«Мы знаем, что пауки имеют водное происхождение», - говорит Крюс. «Поэтому в некотором смысле неудивительно, что они предрасположены к полному или частичному погружению в воду».
Что вызывает недоумение, так это этапы эволюции, которые пауки Dictynidae предприняли, чтобы вернуться к водному образу жизни.
«Они не следовали эволюционным шагам, которые мы от них ожидали», - говорит Эспозито. «Каждый раз, когда мы идентифицировали вид морских пауков, его ближайший родственник жил на суше, а не вокруг пресной воды. Это говорит нам о том, что, возможно, пауки предварительно адаптированы к жизни в различных типах водной среды обитания, и им не нужно принимать эволюционные меры. детские шаги от земли к пресной воде и к соленой воде."
Эспозито и Крюс надеются, что будущий сбор данных позволит более детально проанализировать, как эти пауки эволюционировали, чтобы перемещаться по водным мирам.
«Была выдвинута гипотеза, что водные пауки обладают полезными приспособлениями, например, производят больше шелка или лучше регулируют воду для солеустойчивости», - говорит Эспозито. «Благодаря более глубокому пониманию этих широких эволюционных закономерностей мы надеемся выделить определенные физиологические характеристики и физические черты, важные для жизни в водной среде. Эти открытия могут иметь значение для технологий, начиная от биоматериалов, полученных из шелка, и заканчивая сельскохозяйственными культурами, разработанными с более высокой устойчивостью к солености.."
На данный момент команда продолжит исследовать и исследовать жизнь пауков в воде - одна удивительная находка за раз.