Экология личинок определяет морфологию взрослых веснянок

В большинстве насекомых метаморфоз приводит к совершенно разным личиночной и взрослой стадиям. Однако исследователи из Боннского университета опровергли это устоявшееся знание эволюционной теории на примере веснянок. Они обнаружили, что экология личинок в значительной степени определяет морфологию взрослых особей. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Веснянка Perla marginata ведёт «двойную жизнь»:

• Личинка: обитает в европейских ручьях, имеет жабры, прячется под камнями и охотится на других личинок насекомых. Эта стадия посвящена накоплению энергии и росту.
• Взрослая особь: живёт исключительно на суше, летает в поисках партнёра. Почти не питается, существуя за счёт ресурсов, накопленных на личиночной стадии (взрослая жизнь длится около двух недель).

Исследование связи стадий

Ранее считалось, что метаморфоз позволяет «развязать» жизненные стадии, чтобы каждая могла адаптироваться к разным средам (как у бабочек). Учёные решили проверить, насколько стадии связаны у веснянок и близкородственных уховёрток (для сравнения).

Методология:

• С помощью синхротронного излучения на ускорителях частиц в Карлсруэ, Гамбурге и Виллигене (Швейцария) были отсканированы 219 видов уховёрток и веснянок.
• Изображения преобразовали в высокоточные 3D-модели для анализа формы головы.
• Морфологические данные сопоставили с информацией о питании и использовании среды обитания из почти 1000 научных публикаций.

Результаты: молодость определяет взрослую форму

Исследование показало, что у веснянок переход от личиночной к взрослой стадии не сопровождается выраженным «развязыванием» стадий.

«Форма головы взрослых веснянок в значительной степени зависит от личинок», — резюмирует аспирант Петер Рюр. — «Экология молодых особей определяет внешний вид взрослых животных».

Это уточняет распространённый тезис эволюционных исследований.

«[Развязывание стадий] по-прежнему верно для бабочек, но не для веснянок», — говорит эволюционный биолог профессор д-р Александр Бланке. — «Более градационный взгляд на силу метаморфоза был бы крайне желателен».

Морфологические адаптации на разных стадиях жизни происходят даже если метаморфоз гораздо слабее, чем у бабочек. Данное исследование впервые проливает свет на то, насколько сильно связаны последовательные жизненные стадии у насекомых без стадии куколки.