Меловые паразиты предпочитали похолоднее
Международная группа палеонтологов описала новое подсемейство наездников–ихневмонид из меловых янтарей Мьянмы (Бирмы). К удивлению ученых, работа показала, что как меловые, так и современные ихневмониды, в отличие от большинства других насекомых, явно предпочитали высокие широты.
Представитель нового подсемейства Novichneumon longus
Обычно такая картина, называемая экваториальной помпой, объясняется оттеснением архаичных реликтов более совершенными формами на задворки цивилизации. Но именно эти наездники с самого начала тяготели к регионам с суровыми условиями обитания.
Почему так произошло, рассказывает старший научный сотрудник Палеонтологического института им. А.А. Борисяка РАН Дмитрий Сергеевич Копылов .
– Бирманский янтарь в последнее время оказался в фокусе научного интереса. В нем находят массу беспозвоночных и даже позвоночных ископаемых. Откуда взялось такое разнообразие фауны?
Или это просто новый материал, который, в отличие от балтийского, лишь недавно стал доступен для палеонтологов?
– Причины разнообразия в бирманском янтаре могут быть разными. Во–первых, из этого региона поступает просто гигантское количество материала.
Добывают его не специалисты–одиночки, а промышленники. Это, кажется, единственная разновидность мелового янтаря, идущего на изготовление ювелирных изделий.
Соответственно, при наличии денег (а у китайцев их хватает) можно не тратить время на самостоятельный поиск материала, а покупать готовые коллекции. В этом же, кстати, кроется причина богатства фауны и флоры в китайских местонахождениях Даохугоу и Исянь.
Во–вторых, Бирма – это тропики, а насекомые в массе своей звери теплолюбивые. Отсюда и повышенное разнообразие в низких широтах, и аномальность приполярного ареала ихневмонид (Ichneumonidae).
Самые богатые насекомыми меловые янтари – бирманский и ливанский, захоранивались недалеко от экватора, в зоне жаркого аридного климата. Из бирмита описано всего два вида ихневмонид, из ливанского янтаря этих наездников не известно вовсе.
В высоких широтах хорошие коллекции собраны на Таймыре и в Канаде, но общее разнообразие членистоногих там уступает бирманскому почти вдвое. Наездники при этом встречаются значительно чаще: из Таймырского янтаря известно 7 видов, из канадского – 3, то есть доля ихневмонид выше, чем в Бирме от 2 до 5 раз.
Стоит отметить историю их изучения – это практически пьеса в двух актах с антрактом. Первым серьезно взялся за изучение бирмита (бирманского янтаря — прим. ред) американец Теодор Коккерель.
В начале XX века он описал оттуда полсотни видов насекомых и паукообразных. После него работы практически остановились вплоть до начала 2000–х, когда интерес к этим материалам вспыхнул вновь.
Так что самым крупным янтарным меловым местонахождением Бирма стала буквально за последние 15 лет. Сейчас оттуда известно 252 семейства членистоногих.
– Расскажите немного о новом подсемействе.
– Ихневмониды – это самое крупное современное семейство перепончатокрылых, насчитывающее около 25 тысяч описанных видов. Так что перепончатокрылые – это прежде всего именно наездники, а не только осы, пчелы и муравьи.
Все перепончатокрылые делятся на две группы: сидячебрюхие и стебельчатобрюхие. Первая группа сравнительно небольшая, к ней относятся в основном растительноядные формы – пилильщики. Их личинок довольно часто путают с гусеницами бабочек.
Стебельчатобрюхие в свою очередь делятся на жалящих (осы, пчелы, муравьи) и паразитических (наездники).
Паразитические перепончатокрылые занимают промежуточное положение между сидячебрюхими и жалящими. Жало осы было создано из яйцеклада, который наездники используют для откладывания яиц на своих жертв.
Во время откладывания яиц некоторые из них занимают удобное положение на спине жертвы и несколько минут так катаются, пока не найдут удобное место для яйца. За эту особенность они и получили свое название, хотя так делают далеко не все наездники.
Многие паразитируют на яйцах членистоногих, на личинках ксилофагов (древесных насекомых), на других наездниках, а некоторые (орехотворки Cynipidae) перешли к паразитированию на растениях.
Ихневмониды – одно из многочисленных семейств наездников. Вместе с ближайшими родственниками – браконидами (Braconidae) они объединяются в надсемейство Ichneumonoidea.
Сюда же относится небольшое раннемеловое семейство Praeichneumonidae, предковое для остальных ихневмоноидов.
Новое подсемейство выделяется главным образом по характерному жилкованию переднего крыла. В мелу такого крыла нет ни у каких других представителей семейства.
В современной фауне похожее жилкование иногда встречается, но довольно редко, и в этих случаях всегда обнаруживаются признаки, не позволяющие отнести бирманские находки к современным подсемействам.
Из интересных особенностей представителей нового подсемейства можно отметить следующие. Во–первых, наши звери очень мелкие (переднее крыло – 1.6–2.5 мм) – это самые маленькие размеры, которые встречаются у современных ихневмонид.
Большая часть современных представителей этой группы имеет крыло длиной 6–10 мм (мы используем измерение крыла, а не тела, поскольку тела искажаются при захоронении и дают неадекватный результат). Обычно при такой миниатюризации наблюдается редукция части жилок в крыльях.
Но не в нашем случае. Крылья новихневмонин (Novichneumoninae) имеют совершенно полноценное жилкование, свойственное для крупных форм. Однако редукции подверглись антенны (усики), правда, только у самого мелкого вида – Caloichneumon perrarus.
У него в антенне осталось всего 11 члеников, и это – рекордно низкое для всего семейства количество, известное лишь у одного современного вида.
– Зоогеография, и тем более палеозоогеография – науки экзотические и широкой публике о них известно, пожалуй, еще меньше, чем об ихневмонидах. Как вы восстанавливаете палеоареалы, пути древних миграций, закономерности пространственного распределения давно вымерших животных по Земле?
– По поводу ареалов насекомых и их миграций в прошлом до сих пор известно довольно мало. И то, что известно, скорее только портит картину, чем ее проясняет. Понятно одно: ареалы насекомых крайне изменчивы и непостоянны. Насекомые маленькие и умеют летать.
Подхваченные воздушными потоками, они могут без труда переноситься на сотни километров, преодолевать водные и горные преграды. Естественные при таком методе расселения жертвы практически не сказываются на благополучии гигантских популяций насекомых.
Известна масса примеров, когда палеонтологические находки полностью ломали представления о расселении насекомых. Например, в олигоцене Северной Америки (Флориссант) была найдена муха цеце (привет герою романа Жюля Верна «Пятнадцатилетний капитан» кузену Бенедикту, который по ошибке принял африканскую муху цеце за вновь открытую американскую), а в эоценовом балтийском янтаре в массе встречаются муравьи–портные, живущие сейчас исключительно во влажных тропических лесах.
– Чем можно объяснить нестандартную картину разнообразия ихневмонид? Возможно, уже сформулированы гипотезы, объясняющие их тягу к более высокоширотным регионам и возможно – более высокую скорость их эволюции именно там?
– Про закономерности распространения современных ихневмонид, тяготеющих к не слишком любимым другими насекомыми высоким широтам, до сих пор ведутся споры. Одно из самых распространенных объяснений состоит в том, что это следствие плохой изученности тропической фауны.
Правда, тут возникает резонный вопрос: почему у подавляющего большинства других насекомых, в том числе у близкородственных ихневмонидам браконид, тропическое разнообразие все–таки оказывается выше?
Оригинальное объяснение предложил в свое время известный ихневмонидчик Ян Голд. Тропические растения, подверженные тяжелому прессу травоядных, часто вырабатывают для защиты ядовитые вещества – алкалоиды.
Однако травоядные насекомые не только приспосабливаются к ядовитому действию алкалоидов, они часто целенаправленно накапливают эти вещества в своих телах, делась ядовитыми для хищников и паразитов. Таким образом, тропические насекомые оказываются более трудной жертвой для паразита.
Вообще, высокоширотные ареалы не являются чем–то необычным. Достаточно вспомнить ареалы современных голосеменных и связанной с ними фауны (тайга). Для таких ареалов палеоботаник С.В.
Мейен предложил концепцию «экваториальной помпы», или «оттеснения реликтов». Суть этой идеи состоит в том, что жаркие тропические и экваториальные широты являются наиболее лакомым местом обитания для животных и растений.
Следовательно, здесь выше конкуренция и выше скорость формообразования. Формы, не выдерживающие конкуренции, постепенно оттесняются в менее гостеприимные холодные широты.
Однако в нашем случае получается, что ареал изначально был высокоширотным, да и назвать крупнейшее семейство перепончатокрылых оттесненным реликтом тоже было бы странно.
Интересно анализировать ареал ихневмонид в сравнении с браконидами. Бракониды – это ближайшие родственники ихневмонид.
Появились тогда же – в раннем мелу. И практически сразу же расселились по всем широтам.
То есть получается, что оба эти семейства с самого начала своей палеонтологической истории имели те же закономерности расселения, что и сейчас.
– Как вам вообще работается в команде с иностранными учеными?
– Насчет работы с китайцами у меня остались впечатления вполне благоприятные. В этот раз мы общались исключительно по электронной почте и никаких трудностей не возникало. Китайский английский для русского человека зачастую оказывается понятней, чем речь native speakers.
Лонфен Ли – первый автор – студентка Пекинского университета, где базируется одна из сильнейших в мире палеоэнтомологических лабораторий. Вообще, таких лабораторий во всем мире всего три: в Пекине, в Нанкине и у нас, в ПИНе.
Когда мне предложили поработать с этим материалом несколько лет назад, я не сразу решился – настолько эти звери показались мне странными, что я просто побоялся браться за их классификацию. Так что мое участие в проекте началось с того, что Лонфен прислала нам с А.П.
Расницыным на отзыв уже готовую статью с описаниями этих наездников. Тут уж волей–неволей пришлось включаться и принимать участие, тем более что описания ископаемых в первоначальном виде были весьма наивными.
Но это не в упрек автору, ведь ихневмониды – сложнейшая для систематика группа, а бирманские образцы оказались не похожими ни на что, с чем мне раньше приходилось работать. После долгих обсуждений, сравнения образцов с современными и ископаемыми коллекциями, мы все–таки решили выделить для этих двух родов отдельное подсемейство.
Очень радует, что китайцы не стремятся запихнуть кладистику в любую таксономическую работу. Я не являюсь каким–то ярым противником кладизма, в некоторых случаях он дает хорошие результаты, но не стоит доводить все до абсурда.
Для нашего материала эти методы подходят плохо, да и вообще идея о невозможности параллелизмов раз за разом разбивается о палеонтологическое данные. Уже на стадии рецензирования пришлось в очередной раз доказывать анонимному рецензенту неадекватность системы мезозойских ихневмоноидов, построенной кладистическим методом.
Важнейшую роль в подготовке этой работы сыграл Александр Павлович Расницын. Именно он предложил идею сравнить современные и мезозойские ареалы ихневмонид, да и с систематической частью очень помог.
При этом уже перед подачей работы в журнал он отозвал себя из списка авторов, несмотря на возражения остальных участников коллектива, заявив, что «ничего особенного тут не сделал».
В результате наша работа попала на рецензирование именно ему. Но и тут он не подвел, рецензировал въедливо, и нашел у нас большой пробел. Когда мы готовили статью, то были уверены в том, что наши два зверя – это единственные находки ихневмонид в бирманском янтаре.
Выяснилось, что в коллекции Национального музея Шотландии есть еще один неописанный представитель семейства. Его фотография была опубликована в 2010 г., и по ней понятно, что это – совершенно другая ихневмонида.
Так что, вероятно, таксономический состав фауны бирманского янтаря скоро пополнится еще одним подсемейством.
Статья опубликована в журнале Cretaceous Research
