Ископаемая муха с чрезвычайно длинным хоботком проливает свет на происхождение опыления насекомыми
Длинноносая муха из юрского периода Центральной Азии, о которой сообщают российские палеонтологи, предоставляет новые доказательства того, что насекомые начали служить опылителями задолго до появления цветковых растений. Обладая хоботком, длина которого в два раза превышает длину тела, эта муха предшествует первым покрытосеменным примерно на 40-45 миллионов лет. Это позволяет предположить, что опыление насекомыми начало развиваться в связи с древними голосеменными растениями. Результаты исследования опубликованы в журнале Gondwana Research.
Archocyrtus kovalevi известен лишь по единственному отпечатку, найденному в позднеюрских породах Южного Казахстана. Возраст окаменелости оценивается примерно в 160 миллионов лет. Она была обнаружена в 1996 году, но первоначальное описание не содержало фотографий. Неудивительно, что сначала никто не верил, что у мухи так рано мог развиться хоботок таких пропорций. Скептики, не видевшие образец, утверждали, что длинная структура рядом с телом мухи — не настоящий хоботок, а кусок растения или другой посторонний объект. В результате замечательная находка была забыта более чем на 20 лет.
Чтобы докопаться до истины, палеонтологи из Палеонтологического института им. А.А. Борисяка (Москва) заново изучили окаменелость с помощью современных микроскопических методов и анализа распределения элементов. Это позволило подтвердить наличие длинного хоботка с хорошо различимым пищевым каналом, идентичного во всех остальных отношениях ротовому аппарату ныне живущих длиннохоботковых мух. Длина ротового аппарата A. kovalevi составляет 12 мм, что в 1,8 раза длиннее тела. Это означает, что эта крошечная муха занимает первое место среди всех мезозойских насекомых по относительной длине хоботка.
A. kovalevi — древнейшая ископаемая находка существующего семейства Acroceridae, или большеголовых мух. Сегодня несколько видов таких мух с хоботком длиннее тела обитают в Америке и Южной Африке. Современные представители Acroceridae используют свой увеличенный хоботок для добычи нектара из длинных трубчатых цветков, выступая в роли опылителей. Необычно то, что A. kovalevi существовала в то время, когда ни один цветок еще не цвел. Первые цветковые растения появились гораздо позже, в раннем меловом периоде, и изначально имели мелкие, невзрачные цветки. Для чего же тогда использовался хоботок A. kovalevi?
«Есть известная история о Чарльзе Дарвине, который предсказал существование опыляющей моли с длинным хоботком, увидев глубокий шпорец орхидеи с Мадагаскара. Нам же приходится рассуждать в обратном порядке и по древней длинноносой мухе, которую мы видим, сделать вывод о растении, которое она могла опылять», — сказал Александр Храмов, ведущий автор исследования и старший научный сотрудник Палеонтологического института им. А.А. Борисяка.
К счастью, исследователям не пришлось строить далекие догадки. Из тех же слоев, что и муха, собраны десятки шишек растения Williamsoniella karataviensis. Это растение относится к беннеттитовым, вымершей группе мезозойских голосеменных, многие из которых имели яркие, похожие на цветки репродуктивные органы, что давно заставляло ученых подозревать их в опылении насекомыми. W. karataviensis идеально вписывается в эту картину. Оно имеет обоеполые шишки, состоящие из двенадцати лепестковидных прицветников (видоизмененных листьев), изогнутых над семязачатками. Как и у современных гнетовых — реликтовой группы голосеменных, опыляемых насекомыми, включая мух, — семязачатки W. karataviensis могли производить сахаристые капли для опыления.
Глубина шишек W. karataviensis примерно соответствует длине хоботка A. kovalevi, поэтому пазл складывается: большеголовые мухи впервые развили чрезвычайно длинный хоботок, чтобы получить доступ к сахаристым выделениям, скрытым глубоко в шишках древних голосеменных. Высока вероятность, что они выполняли работу по опылению в обмен на сладкую награду. Из этого следует, что основа мутуализма опыления между растениями и насекомыми была заложена задолго до того, как первые настоящие цветы украсили Землю. Когда мезозойские голосеменные сошли со сцены, Acroceridae и, вероятно, некоторые другие длиннохоботковые насекомые предложили свои услуги по опылению вновь появившимся цветковым растениям.