20.12.2016

Настоящий наездник. 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.

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, делаясь 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.

Источники:

1. paleonews.ru