- 27,550
- 46
- 8 Ноя 2022
До деревьев, цветов и динозавров на суше уже жили они… и без них почва была бы совсем другой.
Многоножки вышли на сушу задолго до позвоночных, деревьев и цветковых растений. Земная поверхность тогда была почти голой, а первые наземные экосистемы только собирались из мхов, слизи, разлагающейся органики и микроскопической жизни. Новое исследование показало: история современных двупарноногих многоножек уходит примерно на 460 миллионов лет назад, глубже, чем позволяли судить известные окаменелости.
Авторы работы впервые построили полную эволюционную историю всех ныне живущих групп двупарноногих многоножек. В русском языке этих животных часто называют просто многоножками, но точнее говорить именно о двупарноногих: у большинства сегментов тела есть по две пары ног. Такая особенность отличает их от губоногих многоножек, к которым относятся, например, сколопендры.
Двупарноногие многоножки не выглядят героями большой эволюционной истории, но для ранней суши их роль была огромной. Пока на планете не росли деревья, не было листьев, семян, цветов и позвоночных животных, эти членистоногие перерабатывали разлагающиеся остатки древней растительности и органической слизи. Непривлекательная пища помогала запускать круговорот веществ : питательные элементы возвращались в среду, а суша постепенно превращалась в место, пригодное для более сложной жизни.
При всей древности и экологической важности история многоножек долго оставалась неполной. Главный пробел сохранялся около ста лет и касался двух редких групп: Siphoniulida и Siphonocryptida. Биологи знали, что такие многоножки существуют, но не могли уверенно поставить их на эволюционное древо. Для этого нужны образцы ДНК, а подходящих материалов у исследователей не было.
Проблема упиралась не в лабораторные методы, а в самих животных. Представители одной группы почти всю жизнь проводят под землей. Другая группа известна лишь из нескольких мест. Найти крошечное взрослое животное длиной около 10 миллиметров оказалось отдельной экспедицией, а не обычным сбором образцов.
Исследователи отправились в мексиканский регион Лос-Тустлас и на Канарские острова в Испании. Там удалось собрать два вида, чья ДНК раньше не попадала в эволюционный анализ: Siphoniulus neotropicus и Hirudicryptus canariensis. По словам участников работы, поиск одного взрослого экземпляра занял больше недели и потребовал усилий десяти человек. В полевых условиях животное напоминало маленькую белую нематоду, поэтому принадлежность к многоножкам подтвердили только под микроскопом.
После сбора образцов ученые расшифровали ДНК редких видов и сравнили сотни генов у 82 современных видов многоножек. Затем генетические данные объединили с информацией по 29 ископаемым находкам. Такой подход позволил не только понять родственные связи между группами, но и оценить время появления основных ветвей.
Итог оказался неожиданным даже для авторов работы. Современные двупарноногие многоножки могли возникнуть примерно 460 миллионов лет назад. Эта оценка примерно на 35 миллионов лет старше самых древних известных окаменелостей многоножек. Разница важна: палеонтологическая летопись фиксирует только сохранившиеся следы, а генетика помогает восстановить более ранние участки истории, где прямых находок пока нет.
Новая схема также исправила положение двух редких групп. Siphonocryptida больше не выглядит отдельным самостоятельным отрядом: анализ поместил эту группу внутрь уже известной линии. Siphoniulida наконец получила место рядом с ближайшими родственниками на эволюционной временной шкале. Для систематики многоножек это закрывает давний пробел, который мешал собрать общую картину происхождения современных линий.
Полное древо показало и другую важную черту: многоножки рано освоили защитные вещества . Многие виды выделяют вещества, которые отпугивают хищников и раздражают их покровы. В популярном изложении такие выделения иногда называют первым химическим оружием на суше, но точнее говорить о защитных химических веществах. По данным новой работы, происхождение этих защитных механизмов можно проследить примерно на 260 миллионов лет назад.
Такая оборона помогала медленным животным выживать в мире, где убежать от врага было трудно. Многоножки не охотятся как сколопендры и не полагаются на скорость. Их стратегия строится иначе: свернуться, защитить мягкие части тела и выделить неприятные или токсичные соединения. Для ранних наземных экосистем подобная химическая защита могла дать большой эволюционный выигрыш.
Несмотря на новую работу, линия двупарноногих многоножек изучена далеко не полностью. Науке известно больше 14 тысяч видов по всему миру, но специалисты считают, что в почве, лесной подстилке, пещерах и тропических экосистемах могут скрываться еще десятки тысяч неописанных видов. Маленький размер, скрытный образ жизни и трудность полевого поиска сильно замедляют изучение этой группы.
Экологическая роль многоножек при этом остается огромной. Эти животные относятся к детритофагам: питаются мертвой органикой, измельчают растительные остатки и помогают возвращать питательные вещества в почву. Без таких переработчиков лесная подстилка и другой растительный мусор разлагались бы иначе, а круговорот веществ в наземных экосистемах работал бы хуже.
Руководитель исследования Пол Марек из Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни отметил, что важнейшие участники почвенной жизни до сих пор изучены намного хуже, чем многие более заметные животные. Многоножки освоили сушу больше чем на 80 миллионов лет раньше позвоночных и подготовили среду, в которой позднее смогли закрепиться другие группы, включая предков человека.
Новая эволюционная карта не закрывает тему, а задает маршрут для следующей работы. Ученым предстоит искать неизвестные виды, уточнять ранние ветви древа и проверять, как химическая защита, питание разлагающейся органикой и жизнь в почве помогли многоножкам пережить сотни миллионов лет. Главный результат уже понятен: за невзрачными почвенными животными скрывается одна из самых длинных и важных историй освоения суши.
Многоножки вышли на сушу задолго до позвоночных, деревьев и цветковых растений. Земная поверхность тогда была почти голой, а первые наземные экосистемы только собирались из мхов, слизи, разлагающейся органики и микроскопической жизни. Новое исследование показало: история современных двупарноногих многоножек уходит примерно на 460 миллионов лет назад, глубже, чем позволяли судить известные окаменелости.
Авторы работы впервые построили полную эволюционную историю всех ныне живущих групп двупарноногих многоножек. В русском языке этих животных часто называют просто многоножками, но точнее говорить именно о двупарноногих: у большинства сегментов тела есть по две пары ног. Такая особенность отличает их от губоногих многоножек, к которым относятся, например, сколопендры.
Двупарноногие многоножки не выглядят героями большой эволюционной истории, но для ранней суши их роль была огромной. Пока на планете не росли деревья, не было листьев, семян, цветов и позвоночных животных, эти членистоногие перерабатывали разлагающиеся остатки древней растительности и органической слизи. Непривлекательная пища помогала запускать круговорот веществ : питательные элементы возвращались в среду, а суша постепенно превращалась в место, пригодное для более сложной жизни.
При всей древности и экологической важности история многоножек долго оставалась неполной. Главный пробел сохранялся около ста лет и касался двух редких групп: Siphoniulida и Siphonocryptida. Биологи знали, что такие многоножки существуют, но не могли уверенно поставить их на эволюционное древо. Для этого нужны образцы ДНК, а подходящих материалов у исследователей не было.
Проблема упиралась не в лабораторные методы, а в самих животных. Представители одной группы почти всю жизнь проводят под землей. Другая группа известна лишь из нескольких мест. Найти крошечное взрослое животное длиной около 10 миллиметров оказалось отдельной экспедицией, а не обычным сбором образцов.
Исследователи отправились в мексиканский регион Лос-Тустлас и на Канарские острова в Испании. Там удалось собрать два вида, чья ДНК раньше не попадала в эволюционный анализ: Siphoniulus neotropicus и Hirudicryptus canariensis. По словам участников работы, поиск одного взрослого экземпляра занял больше недели и потребовал усилий десяти человек. В полевых условиях животное напоминало маленькую белую нематоду, поэтому принадлежность к многоножкам подтвердили только под микроскопом.
После сбора образцов ученые расшифровали ДНК редких видов и сравнили сотни генов у 82 современных видов многоножек. Затем генетические данные объединили с информацией по 29 ископаемым находкам. Такой подход позволил не только понять родственные связи между группами, но и оценить время появления основных ветвей.
Итог оказался неожиданным даже для авторов работы. Современные двупарноногие многоножки могли возникнуть примерно 460 миллионов лет назад. Эта оценка примерно на 35 миллионов лет старше самых древних известных окаменелостей многоножек. Разница важна: палеонтологическая летопись фиксирует только сохранившиеся следы, а генетика помогает восстановить более ранние участки истории, где прямых находок пока нет.
Новая схема также исправила положение двух редких групп. Siphonocryptida больше не выглядит отдельным самостоятельным отрядом: анализ поместил эту группу внутрь уже известной линии. Siphoniulida наконец получила место рядом с ближайшими родственниками на эволюционной временной шкале. Для систематики многоножек это закрывает давний пробел, который мешал собрать общую картину происхождения современных линий.
Полное древо показало и другую важную черту: многоножки рано освоили защитные вещества . Многие виды выделяют вещества, которые отпугивают хищников и раздражают их покровы. В популярном изложении такие выделения иногда называют первым химическим оружием на суше, но точнее говорить о защитных химических веществах. По данным новой работы, происхождение этих защитных механизмов можно проследить примерно на 260 миллионов лет назад.
Такая оборона помогала медленным животным выживать в мире, где убежать от врага было трудно. Многоножки не охотятся как сколопендры и не полагаются на скорость. Их стратегия строится иначе: свернуться, защитить мягкие части тела и выделить неприятные или токсичные соединения. Для ранних наземных экосистем подобная химическая защита могла дать большой эволюционный выигрыш.
Несмотря на новую работу, линия двупарноногих многоножек изучена далеко не полностью. Науке известно больше 14 тысяч видов по всему миру, но специалисты считают, что в почве, лесной подстилке, пещерах и тропических экосистемах могут скрываться еще десятки тысяч неописанных видов. Маленький размер, скрытный образ жизни и трудность полевого поиска сильно замедляют изучение этой группы.
Экологическая роль многоножек при этом остается огромной. Эти животные относятся к детритофагам: питаются мертвой органикой, измельчают растительные остатки и помогают возвращать питательные вещества в почву. Без таких переработчиков лесная подстилка и другой растительный мусор разлагались бы иначе, а круговорот веществ в наземных экосистемах работал бы хуже.
Руководитель исследования Пол Марек из Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни отметил, что важнейшие участники почвенной жизни до сих пор изучены намного хуже, чем многие более заметные животные. Многоножки освоили сушу больше чем на 80 миллионов лет раньше позвоночных и подготовили среду, в которой позднее смогли закрепиться другие группы, включая предков человека.
Новая эволюционная карта не закрывает тему, а задает маршрут для следующей работы. Ученым предстоит искать неизвестные виды, уточнять ранние ветви древа и проверять, как химическая защита, питание разлагающейся органикой и жизнь в почве помогли многоножкам пережить сотни миллионов лет. Главный результат уже понятен: за невзрачными почвенными животными скрывается одна из самых длинных и важных историй освоения суши.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
