Учёные: Насекомые победили пауков благодаря крыльям

До их появления насекомые во всём уступали тогдашним хозяевам планеты — гигантским паукообразным.

Исследователи из Стэнфордского университета объясняли, как насекомые из небольшой группы, влачившей своё существование в тени гигантских паукообразных, смогли стать господствующим классом наземных существ. В этом повинна та же черта, что помогла насекомым "породить" цветковые растения. Соответствующая статья опубликована в Royal Society Proceedings B.

Первая находка насекомых датируется 385 миллионами лет назад. Однако на тот момент они занимали весьма скромное положение. Доминировали на суше тогда ракоскорпионы (до 2,5 метра в длину), гигантские многоножки и иные паукообразные. Около 325 миллионов лет назад начинается внезапный всплеск видового разнообразия насекомых, а гигантские паукообразные начинают постепенно исчезать. До сих пор у учёных не было ясности относительно причин этого явления. Предполагалось, что 325 миллионов лет назад могла повыситься концентрация кислорода в воздухе, но новые данные не показывают таких изменений. Поэтому загадка превращения насекомых из аутсайдеров в самый многочисленный и разнообразный класс многоклеточных до сих пор не была объяснена.

Исследователи изучили все имеющиеся палеонтологические данные о том, какие изменения произошли в строении ископаемых насекомых около 325 миллионов лет назад. Оказалось, что действительно крупным было только одно изменение: у насекомых появились крылья. Причём с самого начала они были двух типов. У одних существ, похожих на сегодняшних стрекоз, крылья были не складывающиеся, но зато с большим удлинением и отличными аэродинамическими качествами, позволяющими совершать длительный и сравнительно экономичный полёт. У вторых, похожих на нынешних кузнечиков, крылья складывались, что позволяло таким насекомым быть пригодными к быстрому передвижению без полёта (на земле им не мешали длинные крылья, как стрекозам). В то же время аэродинамика таких крыльев, как правило, несколько хуже.

325 миллионов лет назад летающих существ на планете практически не было. Пауки и многоножки как наземные хищники были (и остаются) лучше насекомых, поэтому наземные насекомые были их лёгкой добычей. Однако, когда жертвы получили способность летать, они смогли быстро отрываться от преследователей. Чтобы успешно охотиться на насекомых, нужны были другие летуны. И среди насекомых тоже появились первые хищники, ведь других летунов в наличии не было.

"Изобретение" крыльев также оказало огромное влияние на развитие растений. Летающие насекомые смогли активно питаться листьями и верхними частями деревьев, массово став травоядными. Среди пауков до сих пор всего один травоядный вид — без полёта добираться до листьев сложно. Насекомые, питаясь верхними частями растений, стали важными опылителями, спровоцировав развитие цветковых растений. Таким образом, изобретение крыльев не только позволило насекомым стать многочисленнее и успешнее паукообразных, но и значительно ускорило развитие растений и животных (у последних появился стимул к полёту — преследование съедобных насекомых).

Несмотря на однозначно положительную роль крыльев для насекомых, авторы подчёркивают, что до сих пор не вполне ясно, как именно эти крылья могли возникнуть. Сразу сформироваться в том развитом виде, в котором они встречаются в ископаемых отложениях, крылья не могли. Эволюция "работает" постепенно и не позволяет получать сложные части тела сразу в "готовом" виде. В менее развитой форме они должны были больше вредить насекомым, чем помогать им. Возможно, предшественники крыльев выполняли какую-то иную полезную функцию, не связанную с полётом и сегодня также выполняемую крыльями. Согласно одной из гипотез, они помогали охлаждению насекомых под прямыми солнечными лучами, и чем чаще те шевелили ими, тем сильнее работало такое охлаждение.