Исследователи выяснили, почему в океане так мало насекомых
Ученые из Токийского столичного университета выдвинули гипотезу о том, почему насекомые так редко встречаются в морской среде. Ранее они показали, что насекомые развили уникальный химический механизм для укрепления своих панцирей, который использует молекулярный кислород и фермент, называемый оксидазой мультимеди-2 (MCO2). Теперь они утверждают, что это дает им недостаток в море, в то время как дает преимущества, которые помогают им на суше, ставя MCO2 в основу эко-эволюции насекомых. Новое исследование было опубликовано в журнале Physiological Entomology.
Насекомые — одни из самых успешных организмов на планете. Считается, что они составляют наибольшую биомассу всех наземных животных и оказывают значительное влияние на глобальную экосистему. Однако их изобилие сочетается с их поразительной редкостью в море. Очень немногие насекомые называют море домом, хотя их биологические предки произошли оттуда. Это всепроникающая загадка науки, на которую ученые пытаются ответить уже много лет.
Теперь исследователи из Токийского столичного университета во главе с доцентом Цунаки Асано предложили решение, основанное на эволюционной генетике. Новейшие достижения молекулярной филогенетики показали нам, что и ракообразные, и насекомые являются частью одного и того же семейства Pancrustacea, и что насекомые были ветвью, вышедшей из моря и приспособившейся к суше. У них есть общая важная особенность — экзоскелет, состоящий из воскового слоя и твердой кутикулы.
В предыдущей работе та же команда показала, что, когда насекомые адаптировались к наземной среде, у них развился уникальный ген, который создает фермент, называемый мультимедной оксидазой-2 (MCO2), который помогает им укреплять свои кутикулы с помощью кислорода. MCO2 опосредует реакцию, при которой молекулярный кислород окисляет соединения, называемые катехоламинами в кутикуле, превращая их в агенты, которые связывают и укрепляют поверхность. Это отличается от ракообразных, которые укрепляют свои кутикулы, используя вместо этого кальций из морской воды. Команда утверждает, что это делает землю гораздо более подходящей для насекомых из-за обилия кислорода. Море теперь представляет собой суровую среду из-за недостатка кислорода и обилия лучше приспособленных организмов.
Но дело не только в том, что море уже не так гостеприимно для насекомых. Затвердевание и высыхание кутикулы через путь MCO2 приводит к получению биоматериала, который не только защищает, но и легкий. Они предполагают, что это может быть причиной того, что насекомые получили способность лазить по растениям, планировать и, в конечном итоге, летать. Это позволило им мигрировать и занять ранее пустующие ниши в экосистеме, что стало сильной движущей силой, которая привела к их огромному количеству. Опять же, в отличие от ракообразных, панцири которых значительно плотнее, с сильной корреляцией между плотностью и степенью кальцификации.
Конечно, насекомые — далеко не единственные членистоногие, способные приспособиться к земле, поэтому ясно, что MCO2 не обязательно необходим для успеха в «наземных нишах». Однако природа кутикулы насекомых красноречиво говорит об их успехе в земной среде. Фактически, команда считает, что MCO2 может быть определяющей чертой насекомых — «нет MCO2, нет насекомых». Их работа обещает совершенно новый взгляд на роль, которую может играть отвердение кутикулы в эволюции насекомых и их оземлении.
Обсудим?
Смотрите также:
