У жуків з мурашиним камуфляжем виявили «запрограмовану» еволюцію

Вчені з Колумбійського університету протягом десяти років спостерігали за коротконастрилими жуками, що мешкають у колоніях бродячих мурахів, і дійшли висновку, що подібні ознаки у різних видів цих мімікруючих паразитів є результатом абсолютно незалежних еволюційних подій, що відбулися десятки мільйонів років тому. Стаття опублікована в.

Бродячі мурахи - тропічні хижаки, що живуть у кочових колоніях. Сотні тисяч мурахів постійно переміщуються між тимчасовими гніздами колонії і здійснюють набіги на навколишні території. Незважаючи на те, що вони дуже агресивні, їх гнізда - чудове джерело їжі для безлічі інших комах. Мірмекофільні (що мешкають у мурашиних колоніях) коротконакрилі жуки, також звані стафілінідами, зовсім не схожі на інших своїх родичів. Форма тіла у них мірмекоїдна, тобто дуже схожа з мураш'їною: вони володіють черевиком з вузькою талією, колінчастими антенами та іншими відповідними ознаками. Дослідники також вважають, що секрет спеціальних залоз і склад кутикули сприяють їх повній хімічній і тактильній мімікрії. Мурахи, не помічаючи відмінностей ні на дотик, ні на запах, ні на вигляд, приймають жуків за своїх. Паразити успішно прикидаються мурахами і з точки зору поведінки. Вони живуть у загальних гніздах, переміщаються разом з робочими мурахами під час рейдів, подорожуючи або пішки, або прикріпившись до них, або зовсім у них «на руках», а в моменти відпочинку допомагають мурахам чиститися і вилизуватися, поїдаючи заодно їх здобич і потомство.

Одним з найважливіших питань еволюційної біології є питання про передбачуваність еволюційних подій. Адаптації традиційно вважаються результатом випадкових подій, проте у видів зі схожими геномами деякі передбачення можливі - у них більше шансів отримати під тиском відбору однакові зміни і, в результаті, подібні фенотипи. Незалежне придбання подібних ознак називається конвергенцією і було показано для низки близькоспоріднених видів, у тому числі дарвинівських в'юрків, гавайських павуків і африканських озерних цихлід.

Походження мірмекоїдних стафілінід, які не є дуже близькими родичами, але мають дуже подібні риси, довгий час залишалося загадкою. Американським і японським дослідникам вдалося за довгі роки роботи зібрати потрібні види сімейства як мірмекоїдних, так і вільноживих стафілінід. Після виділення ДНК було секвеновано п'ять локусів, раніше використовуваних для філогенетичного аналізу стафілінід: ядерної 28S рРНК, 8S рРНК, 16S рРНК, топоізомерази 1 і першої суб'єдиниці мітохондріальної цитохромної оксидази С, - і отримано філогенетичне дерево зі 181 таксоном стафілінід, яке дозволило розібратися в їхніх родинних зв'язках. Стало очевидно, що мірмекоїдна адаптація у різних представників сімейства відбувалася абсолютно незалежно, і як мінімум дванадцять разів; при цьому вчені вважають, що більш повні дослідження значно збільшили б цю цифру.

Щоб оцінити часові рамки цих подій, вчені датували дерево, використовуючи байєсівські розслаблені годинники, калібруючи їхні вузли по крейдяних бірманських і середньоеоцінових балтійських бурштинових скам'янілостях. З'ясувалося, що виникнення всіх спостережуваних мірмекоїдних стафілінід відбулося практично одночасно і було пов'язано з появою бродячих мурахів на початку кайнозойської ери. При цьому кожна група пристосовувалася до суворо певних географічних умов і до проживання лише з одним конкретним родом мурахів. Останній загальний предок мірмекоїдних стафілінід, мабуть, існував у крейдяний період близько 105 мільйонів років тому. Вперше за допомогою молекулярних методів була показана така сильна конвергенція для таких видів, що давно розійшлися.

Вчені вже давно цікавляться комахами, які вміють мімікрувати під мурахів або навіть мурахи'їні частини тіла - нещодавно ми розповідали про жуків-карапузиків, які переміщуються на мурахах, маскуючись під їх друге черевце. Подібні вузькі дослідження іноді дають новий погляд на еволюційну біологію в самих глобальних масштабах. Експеримент зі стафілінідами показав, що хід еволюційного процесу може бути передбачуваний і навіть практично запрограмований, на противагу звичній догмі про його випадковість і ненаправленість. Вчені відзначають, що даний експеримент піддає сумніву теорію палеонтолога Стівена Гулда, згідно з якою при «перезапуску» світу всі звичні нам організми розвинулися б зовсім іншими.