Небывалым успехом на суше насекомые обязаны серозной оболочке, защищающей их яйца от высыхания. К такому выводу пришли биологи из Лейденского университета (Нидерланды), чья статья опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Насекомые – самая многообразная группа животных на Земле, ни у одного другого класса нет такого количества видов, и ежегодно ученые еще описывают тысячи. Они занимают всевозможные экологические ниши, но, прежде чем получить такое распространение, около 400 млн лет назад их предкам необходимо было выбраться на сушу. Чтобы эмбрионы выжили в новой среде, возникла необходимость в защите яиц от потери влаги.
«Чтобы перестать зависеть от воды, не только взрослые особи должны быть защищены от высушивания, но и яйцам тоже нужно иметь возможность развиваться на суше, – говорит Крис Джейкобс (Chris Jacobs), один из авторов исследования. – Эволюция серозной оболочки яиц насекомых сделала это возможным». Серозную оболочку производит эмбрион, она сохраняет воду внутри яйца. Это уникальная по защитным свойствам оболочка, какой не было у предков насекомых, живших в море.
Чтобы выяснить, как серозная оболочка влияет на выживаемость яиц, ученые в качестве модельных объектов взяли жуков – булавоусых мучных хрущаков (Tribolium castaneum). Традиционных плодовых мушек нельзя было исследовать, поскольку у них серозная оболочка утратилась вторично. Биологи лишили яйца жуков серозной оболочки с помощью специальной методики, позволявшей при этом сохранить яйцевую оболочку, под которой она расположена. Это можно было осуществить только генетически – отключив ген, отвечающий за ее выработку эмбрионом. Как показал опыт, яйца без серозной оболочки становились чувствительными к высыханию – только 6% личинок вылупились при снижении влажности среды до 5%.
«Вся эта история похожа на то, что случилось с позвоночными, – говорит Маурин Ван дер Зе (Maurijn van der Zee), руководитель исследования. – Рыбы – первые позвоночные – жили в воде. Хотя у амфибий есть ноги и легкие, они по-прежнему откладывают яйца в воде – в этом отношении они не полностью наземные животные. Только врезультате эволюции амниотического яйца – с оболочкой как у рептилий и птиц – позвоночные по-настоящему перестали зависеть от воды. Похожим образом новшество в яйце насекомого обеспечило им такой успех на суше».
