При изучении янтаря возрастом 129 миллионов лет ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) сделали открытие, которое, по их словам, поможет уточнить хронологию эволюции жизни на Земле. Открытие удалось сделать благодаря прекрасной сохранности древних организмов внутри янтаря и новой методике его обработки. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.
Небольшие организмы, насекомые или клещи, сохранившиеся в янтаре – один из ценнейших источников палеонтологических данных, рассказали исследователи ТюмГУ. По их словам, важное достоинство находок в древней смоле – высочайший уровень сохранности. Возраст различных янтарей заметно различается, покрывая диапазон от 20 до 230 миллионов лет.
Нередко отпечаток в смоле по уровню деталей мало отличается от того, что можно увидеть под микроскопом, изучая живых родственников древнего организма. Для анализа ископаемых янтарь режут и полируют: чем меньше организм, тем тоньше нужно резать и более гладко полировать, объяснили ученые.
Ротовой аппарат расселительной стадии ископаемого клеща Levantoglyphus sidorchukae (вид сверху и сбоку). У всех современных расселительной стадий развитый ротовой аппарат отсутствует
Ископаемый клещ Levantoglyphus sidorchukae (расселительная стадия, общий вид снизу)
Клещей (подкласс Acari) в янтаре довольно много, но их очень трудно заметить сквозь толщу смолы. Чтобы разглядеть подробности их строения, нередко приходится вырезать и полировать кусочки размером меньше одного миллиметра, рассказали ученые.
Специалисты ТюмГУ с помощью уникальной методики полировки янтаря смогли прояснить эволюционную летопись этой группы членистоногих. По словам ученых, эти данные помогут уточнить популярную гипотезу об эволюции – так называемые "молекулярные часы".
"Наше открытие состоялось благодаря куску ливанского янтаря, происходящего из Мелового периода, то есть времен динозавров, примерно 129 миллионов лет назад. Применив при обработке специальный держатель, мы смогли получить кусок янтаря с минимальной толщиной меньше 0,03 миллиметра, что позволило провести идеальную съемку через световой микроскоп", – рассказал ведущий научный сотрудник Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) ТюмГУ и научный сотрудник Мичиганского университета Павел Климов.
Согласно гипотезе "молекулярных часов", мутации у всего живого накапливаются с одинаковыми скоростями, характерными для каждой определенной группы организмов. Обнаружив ранее неизвестный вид и сопоставив его положение в "семейном древе" с данными геологии, можно более однозначно привязать ход эволюции к хронологии планеты. Находки в янтаре дают для этого уникальные возможности, отметили ученые.
"Наше исследование прояснило одну из загадок эволюции интересной группы астигматических клещей (Astigmata). В нее входят как вредители, которые заражают хлеб и муку, так и паразиты животных, и клещи домашней пыли, вызывающие аллергию и астму примерно у полутора миллиардов человек на Земле", – отметил Павел Климов.
У астигматических клещей есть несколько жизненных стадий, одна из которых предназначена только для расселения. Сам по себе клещ не способен передвигаться далеко, поэтому он перемещается, прикрепляясь к насекомым, млекопитающим или птицам.
Такая "путешествующая" форма астигматического клеща отличается отсутствием ротового аппарата и большей части кишечника. Это существо, по словам ученых, не способно питаться, зато имеет гипертрофированные органы чувств и особые присоски, предназначенные для поиска хозяина-переносчика и надежного прикрепления к нему.
"Разделение задач между несколькими стадиями развития одного организма — распространенный путь эволюционного успеха. Другие примеры – гусеницы и бабочки, или плавающая расселительная личинка у прикрепленных ко дну морских организмов. До нашего открытия вопрос появления и эволюции расселительной стадии астигматических клещей оставался без ответа", – объяснил Павел Климов.
По словам ученых, не было понятно, возникла ли эта стадия из другой путем постепенного накопления изменений, либо же скачкообразно. При детальном изучении двух особей из ливанского янтаря выяснилось, что обе они относятся именно к расселительной стадии, но при этом имеют хорошо развитый ротовой аппарат.
"Такие клещи могли не только искать переносчика и путешествовать на нем, но и питаться, как взрослая форма. Это означает, что появление расселительной стадии происходило путем постепенного накопления изменений, а не скачкообразно, как предполагали ранее на основании строения современных клещей", – прокомментировал Павел Климов.
Ученые назвали ископаемого клеща Levantoglyphus sidorchukae в честь автора методики обработки янтаря, Екатерины Сидорчук, и отнесли обнаруженный вид к новому семейству Levantoglyphidae. По словам ученых, наиболее вероятно, что в процессе эволюции это семейство полностью вымерло. Специалистам ТюмГУ удалось частично реконструировать поведение и экологию этой группы древних членистоногих.
Исследование проводится при поддержке гранта РНФ №19-14-00004. В дальнейшем коллектив планирует закончить "калибровку" "молекулярных часов" на основе новых данных, а также продолжить изучение глобального видообразования клещей на основе данных ДНК-секвенирования.
Антоненко Андрей
Вверх