Это явление возникло не единожды. Вместо этого эти жуки возникали по крайней мере дюжину раз от не-муравьеподобных предков. Это открытие, опубликованное 9 марта в Current Biology, свидетельствует о том, что эволюция способна удивительно предсказуемым образом повторяться.
«Эти жуки представляют собой новую и действительно потрясающую систему конвергентной эволюции», — говорит соавтор исследования и биолог-эволюционист Джозеф Паркер (@pselaphinae) из Колумбийского университета и Американского музея естественной истории. «Это сложный симбиоз, который несколько раз развивался стереотипным образом от свободно живущих предков».Жуки-подражатели муравьев принадлежат к Staphylinidae, или бродячим жукам, но не путайте их с близкими родственниками: последний общий предок жуков в исследовании жил 105 миллионов лет назад, примерно в то время, когда люди отделились от мышей. . «Исключительно то, что эта конвергентная система является эволюционно древней, — говорит Паркер. Хотя возраст большинства других конвергентных систем, таких как зяблики Дарвина, трехиглая колюшка и африканская озерная цихлида, составляет не более нескольких миллионов лет, этот недавно обнаруженный пример восходит к раннему меловому периоду.
Учитывая этот преклонный возраст, Паркер и его соавтор Мунетоши Маруяма из музея университета Кюсю утверждают, что их открытие ставит под сомнение гипотезу Стивена Дж. Гулда о том, что если время можно будет повернуть вспять и эволюция позволит воспроизвести его снова, возникнут совершенно другие формы жизни. «Лента жизни была чрезвычайно предсказуемой, когда встречались бродячие жуки и армейские муравьи», — говорит Паркер. «Возникает вопрос: почему эволюция столько раз шла по этому пути?»Паркер и Маруяма предполагают, что, хотя и невозможно, чтобы последний общий предок жуков был двойником армейского муравья, он, вероятно, обладал чертами, которые позволили бы его потомкам легко превратиться в паразитов армейских муравьев. Свободноживущие бродячие жуки вооружены железами, выделяющими защитные химические вещества, поэтому у жука, столкнувшегося с отрядом муравьев, гораздо больше шансов выжить, чем у большинства насекомых.
А поскольку стада хищников, выводок колонии армейских муравьев является привлекательным источником пищи. Эти черты, наряду с строением тела бродячего жука — гибким и способным легко превращаться в муравьеподобную форму, чтобы обманывать хозяев, — позволили жукам неоднократно проникать в сообщества армейских муравьев.
«За последние 50-60 миллионов лет произошел взрыв муравьев, который, должно быть, радикально изменил наземные экосистемы», — говорит Паркер. «Армейские муравьи были частью этого. Они представили эту огромную нишу для эксплуатации, которую эти жуки были оборудованы для эксплуатации, и они делали это несколько раз параллельно».Сама статья посвящена секвенированию ДНК и реконструкции эволюционной истории, но на сбор образцов жуков для исследования ушло десятилетие полевых исследований. Маруяма и Паркер провели много часов в тропических лесах в поисках жуков. «Если вы достаточно долго будете наблюдать за одной из этих армейских колоний муравьев, может быть, один из пяти тысяч муравьев, которые бродят мимо, будет одним из этих жуков», — говорит Паркер. «У вас должны быть орлиные глаза, чтобы их различать».
Исследование поднимает много вопросов о том, как возникла эта конвергентная система, некоторые из которых исследователи начинают решать путем секвенирования целых геномов стафилококков. «Насколько предсказуема была молекулярная эволюция каждой из этих конвергентных линий жуков? Это очевидный следующий шаг, который может выявить гены, участвующие в симбиозе муравьин-жуков», — говорит Паркер.Паркер утверждает, что подобные открытия заставляют нас изучать «недооцененные группы организмов», — говорит он. «Если мы хотим понять жизнь на Земле, мы должны изучать такие группы, как бродячие жуки. Эти крошечные насекомые составляют самое большое семейство животных.
Нам нужно знать, как они живут, как эволюционировали и какую роль они играют в окружающей среде. Из этого получаются удивительные вещи ".