Цветковые, или покрытосеменные растения, доминирующие в большинстве современных растительных сообществ, появились на Земле в меловом периоде. В юрском и триасовом периодах и раньше, в палеозое, цветковых растений не было, в растительном царстве господствовали голосеменные. Но возникшие в меловом периоде покрытосеменные довольно быстро потеснили своих предков. Одна из причин их эволюционного успеха – насекомые опылители, приспособившиеся питаться нектаром растений и в процессе питания переносящие пыльцу с одного растения на другое. До сих пор считалось, что насекомые стали опылять растения только после появления первых цветов. Тем более, что современные голосеменные растения опыляются с помощью ветра. Но новейшее исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science, доказывает, что насекомые участвовали в опылении растений задолго до появления первых покрытосеменных.

Палеонтологи из 9 научных институтов мира, в числе которых были и российские исследователи Александр Расницын и Алексей Башкуев из Палеонтологического института РАН, изучили 11 видов насекомых из отряда Mecoptera – скорпионниц, обитавших на территории Евразии в течение 62 миллионов лет - с конца средней юры по конец раннего мела. Скорпионницы появились на Земле очень давно, еще в пермском периоде палеозоя, в мезозое были широко распространены, а в настоящее время могут считаться угасающей группой – известно лишь около 600 современных видов этих насекомых.

Скорпионницы имеют две пары крыльев и вытянутый хоботок, на конце которого расположены маленькие грызущие челюсти. У самцов конец брюшка загнут вверх и вперед и очень напоминает хвост скорпиона, от чего скорпионницы и получили свое название. Впрочем, у них это но это не жало, а половой орган.

Палеонтологи изучили скорпионниц, сохранившиеся в осадочных породах и в янтаре, в том числе в образцах янтаря с Бирмы, в котором часто находят хорошо сохранившихся мезозойских насекомых. Оказалось, что у всех представителей этих 11 видов скорпионниц был ротовой аппарат сосущего типа - длинный тонкий хоботок. Такой хоботок характерен для питающихся нектаром насекомых. Канал, проходящий через центр этого хоботка, был очень тонким, зерна пыльцы или какие-то другие части растений в него бы не пролезли, значит, основной пищей было что-то вроде нектара. В целом структура хоботка и щетинки, покрывавшие его поверхность, очень напоминают аналогичные органы у современных насекомых – опылителей.

Но на каких растениях питались эти скорпионницы, кого они опыляли? Палеонтологи нашли ответ и на этот вопрос. Они обнаружили пять видов голосеменных растений из разных семейств, существовавших в то же самое время (в том же стратиграфическом интервале) что и ископаемые скорпионницы. У этих растений органы, в которых располагались зачатки семян, так называемые фруктификации, имели очень интересное строение – они были закрыты с поверхности и к семенам вел длинный тонкий канал. Такое строение совершенно не подходит для опыления ветром, зато идеально соответствует варианту опыления насекомыми. Кроме того, оказалось что длина хоботка у древних скорпионниц соответствует длине каналов в фруктификациях сопутствующих им голосеменных растений. Видимо, внутри фруктификаций находились нектар и пыльца, а скорпионницы, просовывая внутрь хоботок и питаясь этим нектаром, переносили пыльцу на другие растения. В этом случае становится понятна причина формирования закрытых фруктификаций – такое строение препятствует бессмысленному распылению пыльцы, ведь насекомое с куда больше вероятностью доставит ее к цели, чем случайный порыв ветра.

Получается, что насекомые научились опылять растения за несколько десятков миллионов лет до появления настоящих цветов. Тогда же началась и коэволюция (совместное развитие) насекомых и растений. Возможно, что именно она привела в итоге к появлению цветов – органов, служащих для привлечения насекомых. А опыляемые насекомыми голосеменные и приспособленные к питанию на них скорпионницы вымерли, не выдержав конкуренции с покрытосеменными и их опылителями в конце раннего мела. До наших дней сохранились в основном скорпионницы, ставшие хищниками или падалеедами и лишь одно семейство этих древних насекомых питается нектаром растений, но уже вполне современных – покрытосеменных.

Александр Мироненко, "Аммонит.ру"

На иллюстрации вверху справа – скорпионница Lichnomesopsyche gloriae из средней юры Китая (провинция Внутренняя Монголия). Фото авторов исследования.

14 ноября 2009 года