05.05.2011

Биологи обнаружили у насекомых третью пару крыльев

Исследователи из Франции обратили внимание на странное явление: насекомые горбатки, защищаясь, избавляются от части тельца. В процессе изучения выяснился ещё более необычный факт: шлем букашек не что иное как вырожденная третья пара крыльев.

Установили это специалисты из Марсельского института биологии развития (IBDML) – Николас Гомпель (Nicolas Gompel) и Бенджамин Прудом (Benjamin Prud’homme). Учёные взялись за изучение пяти видов горбаток после того, как один из их друзей рассказал им, что не мог поймать насекомых, так как в руках у него оставались лишь шлемы.

«Никто из нас не поверил, что насекомое может избавиться от части груди (отросток прикреплён к первому её сегменту) даже в случае смертельной опасности», – сообщает Бенджамин. Однако тщательное изучение показало, что шлемы, как и лапки, и крылья горбаток, прикреплялись к тельцу при помощи «суставов». Таким образом, вырост являлся сгибающимся и легко отрывался.

Ни одно из насекомых не обзавелось чем-то подобным в течение 250 миллионов лет эволюции, уточняет Science. Самые древние экземпляры, найденные энтомологами, обладали похожими на плавники спинными отростками, предназначенными, скорее всего, для плавания. Со временем на втором и третьем сегментах груди появились две пары крыльев.

В статье, опубликованной в Nature, авторы работы пишут, что шлем горбаток является гомологом крыльев первого сегмента груди, а не складчатым продолжением экзоскелета насекомого, как считалось ранее.

Прудом и Гомпель подтвердили это предположение, проследив за развитием шлема. Оказалось, что на стадии нимфы отросток представляет собой два отдельных зачатка, которые позже сливаются в единое целое.

При этом клеточные образования напоминают таковые у крыльев, и их разворачивание в процессе развития происходит похожим образом. «Всё это указывает на общее происхождение крыльев и шлема, несмотря на их явные анатомические и функциональные различия», — говорит Прудом.

Генетический анализ показал, что в первом сегменте груди происходит экспрессия трёх Hox-генов. Биологи считают, что они препятствуют созданию полноценных крыльев.

Таким образом, у горбаток, появившихся на планете около 50 миллионов лет назад, образование крыльев всё же происходит. Но так как они насекомому для полётов не нужны, крылья видоизменились и приобрели другую функцию. Красивый эволюционный трюк, заключают французы.

Юлия Рудый

Источники:

1. MEMBRANA