Открытие в янтаре раскрывает древнюю биологию термитов

Анализ термита, замурованного на 100 миллионов лет в древнем куске янтаря, выявил самый древний из известных примеров "мутуализма" между животным и микроорганизмом. Исследование также показывает необычную биологию, которая помогла сделать термитов одной из самых успешных, хотя и часто презираемых, групп насекомых в мире.

Открытие было сделано Джорджем Пойнаром, исследователем из Университета штата Орегон и международным экспертом по формам жизни, сохранившимся в янтаре. Результаты опубликованы в профессиональном журнале Parasites and Vectors.

Этот конкретный термит, вероятно, летал, спариваясь во влажном тропическом лесу на территории современной Мьянмы в раннем меловом периоде — эпоху динозавров. Возможно, он был атакован птицей или каким-то образом ранен, а затем упал в липкую, сочащуюся древесную смолу, которая позже превратилась в янтарь. Это позволило изучить биологию древнего насекомого способом, который иначе был бы невозможен.

Из его раненого брюшка высыпался ряд простейших, которые уже тогда выполняли ключевую функцию для термита — помогали ему переваривать древесину. Это самый ранний из обнаруженных примеров "мутуализма" между животными и микроорганизмами — типа симбиотических отношений, при котором два вида помогают друг другу.

"Термиты живут за счёт целлюлозы, в основном из мёртвой древесины, которую они пережёвывают, но они зависят от простейших в их кишечнике, которые обеспечивают ферменты для переваривания древесины", — сказал Пойнар. — "Эти простейшие погибли бы вне термита, а термит умер бы от голода, если бы у него не было простейших для помощи в пищеварении. В этом случае они зависят друг от друга для выживания".

Более примитивные термиты, возможно, питались тем, что могли переварить сами, но в конечном итоге они приобрели простейших, которые резко увеличили их способность переваривать целлюлозу, и в ходе эволюционных процессов стали зависеть от них.

Сегодня современные термиты — одна из самых распространённых и успешных групп насекомых в мире, насчитывающая около 2300 известных видов. Они играют важную экологическую роль, помогая создавать среду обитания, повышать плодородие почвы, перерабатывать питательные вещества и служить пищей для многих хищников. Как социальный вид, некоторые колонии могут насчитывать 20 миллионов особей. При этом они ежегодно наносят огромный ущерб деревянным конструкциям по всему миру.

Их зависимость от этих простейших теперь хорошо понятна, и процесс не всегда выглядит приятно. В ходе эволюции термиты начали производить жидкость, содержащую простейших, которую они выделяют с экскрементами. Потомство термитов, в свою очередь, потребляет фекалии и таким образом получает простейших в свою пищеварительную систему.

Установление успешных отношений между простейшими и термитами потребовало времени. Простейшим необходимо было выдерживать химические и физические условия внутри пищеварительного тракта, использовать его содержимое в качестве источника пищи, не наносить вреда хозяину и передаваться через последовательные стадии и поколения.

Благодаря специализации каждого вида на том, что он умеет лучше всего — термит ест, простейшие переваривают — обе группы достигли необычайного эволюционного успеха.

"Отношения между термитами и простейшими очень тесные и остаются стабильными уже очень долгое время из-за их очевидной ценности", — сказал Пойнар. — "Волнительно осознавать, что этот классический пример мутуализма продолжается уже как минимум 100 миллионов лет".

Помимо описания этого древнего примера мутуализма, новое исследование выявило 10 новых ископаемых видов жгутиковых простейших, новый вид термита, новый род ископаемых амёб и 14 дополнительных трофических и инцистированных стадий протистов.

Янтарь, содержащий термита для этого исследования, был добыт на руднике, впервые раскопанном в 2001 году в долине Хукаунг в Мьянме, в формации возрастом от 97 до 110 миллионов лет.