Ископаемые кузнечики раскрывают эволюцию мезозойского звукового ландшафта

Акустическая коммуникация сыграла ключевую роль в эволюции животных, особенно позвоночных и насекомых. Однако реконструкция древних звуковых сигналов сложна из-за редкости окаменелых органов.

Насекомые были первыми наземными животными, использовавшими звуковые сигналы для дальней коммуникации. Среди них кузнечики (katydids) — идеальный объект для изучения эволюции акустических органов и поведения.

Международная команда палеоэнтомологов под руководством Сюй Чуньпэна и профессоров Ван Бо и Чжан Хайчуня из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук провела детальное глобальное исследование ископаемых кузнечиков мезозойской эры. Результаты опубликованы в PNAS.

Ключевые открытия

• Исследователи обнаружили самые древние тимпанальные («барабанные») уши и звукопроизводящий аппарат у исключительно хорошо сохранившихся мезозойских кузнечиков.
• Уши, найденные у профалангопсидных кузнечиков из средней юры (месторождение Даохогоу), — древнейшие из известных для насекомых. Они отодвигают появление современных типов слуховых мембран на 100 млн лет в прошлое, к средней юре (~160 млн лет назад).
• Реконструкция частот стрекотания и анализ древнейших ушей показывают, что уже к средней юре кузнечики обладали сложной акустической коммуникацией (брачные сигналы, общение между самцами, направленный слух).
• Ещё в позднем триасе (200 млн лет назад) кузнечики имели высокое разнообразие частот (включая высокочастотные музыкальные сигналы) и акустическое разделение ниш. Это указывает, что акустическая коммуникация могла быть важным драйвером ранней радиации наземных насекомых после Пермо-триасового вымирания.

Коэволюция с млекопитающими

Переход от фаун, доминируемых вымершими хаглидами, к фаунам профалангопсид в ранней и средней юре совпал с диверсификацией продвинутых групп млекопитающих и улучшением их слуха. Это подтверждает гипотезу акустической коэволюции кузнечиков и млекопитающих:

• Высокочастотные песни мезозойских кузнечиков могли стимулировать эволюцию сложных слуховых систем у ранних млекопитающих.
• В свою очередь, млекопитающие с улучшенным слухом могли оказывать избирательное давление на эволюцию кузнечиков, включая смену фаун.

Эволюция звукового ландшафта

Исследование демонстрирует, что в триасовый период насекомые, особенно кузнечики, доминировали в хоре — в отличие от современной звуковой картины. После появления птиц и лягушек в юрском периоде лесной звуковой ландшафт стал почти современным, за исключением отсутствия звуков цикад (чьи сигналы менее музыкальны). Результаты подчёркивают экологическую значимость насекомых в мезозойском звуковом ландшафте, которая до сих пор была практически неизвестна по палеонтологической летописи.