Учёные Морской биологической лаборатории (MBL) при Чикагском университете (США) разгадали загадку происхождения крыльев у насекомых. Об этом сообщается в журнале Nature Ecology & Evolution.
Определить, как появились крылья у насекомых, удалось в результате генетического исследования. По мнению главного автора работы — научного сотрудника MBL Хезер Брюс, одна из причин, по которой раньше не получалось разгадать эту загадку, было слишком позднее (около 2010 года) признание генетического родства насекомых и ракообразных.
«Ранее, исходя из морфологии, все относили насекомых к надклассу многоножек, куда входят также двупарноногие и губоногие. Однако изучение многоножек не даёт ответа на вопрос о том, как у насекомых сформировались крылья. Поэтому крылья насекомых было принято считать новыми структурами, которые появились у насекомых и не имеют аналогов у их предков. А всё потому, что исследователи искали предков насекомых не там», — отметила Хезер Брюс.
Хезер Брюс и её коллеги утверждают, что около 300 млн лет назад дальние ракообразные предки насекомых вышли из моря на сушу, где под воздействием новых условий жизни начали эволюционировать. В результате сегменты ног, наиболее близкие к телу, стали частью внешней оболочки самого тела, вероятно, чтобы существам было проще балансировать. Далее эти сегменты переместились на спину, где позже сформировали крылья.
Для доказательства своей теории учёные MBL сравнили сегменты ног небольшого рачка Parhyale с сегментами ног мухи дрозофилы и жука хрущака. В исследовании был использован метод CRISPR-Cas9 — «генетические ножницы».
У всех исследованных видов они выявили и «отключили» общие гены, отвечающие за формирование сегментов ног. Однако у рачка Parhyale остался дополнительный, наиболее близкий к телу седьмой сегмент ноги, и учёные стали искать его следы у насекомых.
В литературных источниках Хезер Брюс нашла выдвинутую ещё в 1893 году гипотезу, что насекомые включили в состав тела свою проксимальную (ближайшую к телу) часть ноги. А затем обнаружила теорию 1980-х годов, по которой эти сегменты ног у насекомых впоследствии переместились на спину и образовали крылья.
«Меня поразило, что эти старые теории нашли подтверждение в моих геномных и эмбриональных исследованиях», — подытожила Брюс. По её мнению, давнюю загадку было бы невозможно решить без современных генетических инструментов.