Ученые раскрыли тайну эволюции клещей
Изучение ископаемых останков позволило российским ученым выяснить, что почвенные клещи эволюционировали очень медленно на протяжении миллионов лет. Именно поэтому современные представители этой группы практически не отличаются от своих предков, живших в доисторические времена. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Systematic Palaeontology. Исследование было поддержано Российским научным фондом.
Эволюция – важнейшее явление живой природы. Каждый вид проходит долгий процесс развития, который растягивается на миллионы лет. Он может идти тремя путями: направленный отбор, когда эволюция протекает на протяжении долгого времени в одном направлении, например, изменяется размер тела; резкие скачки, при которых происходят быстрые и масштабные изменения в строении организмов; и состояние стазиса, при котором перемены протекают крайне медленно и в узком диапазоне, что не приводит к серьезным изменениям на протяжении миллионов лет. Последний тип свойственен организмам, жизнь которых стабильна и спокойна, например, клещам семейства Paratydeidae. Эти животные населяют почву, лесную подстилку, мох и другие подобные места по всему миру. Но их биология слабо изучена.
Сотрудники Тюменского государственного университета совместно с иностранными коллегами описали два вида доисторических клещей, которые жили 34 миллиона лет назад, в эпоху эоцена, – Scolotydaeus vlaskini sp. nov. и Tanytydeus pogrebnyaki sp. nov. из семейства Paratydeidae. Останки двух видов сохранились в янтаре, который был добыт в карьере Пугач (Клесов, Украина). Куски янтаря хранились в коллекции Института зоологии имени Шмальгаузена НАН Украины. Исследуя их под микроскопом, исследователи заметили, что их строение очень похоже на строение современных родственных клещей. Поэтому они предположили, что эволюция в семействе Paratydeidae протекала крайне медленно. Чтобы проверить гипотезу, ученые собрали базу данных о 48 внешних признаках 20 видов клещей-паратидеид. Также они изучили ДНК для 169 видов клещей, включая паратидеид. Потом авторы построили древо, длина ветвей которого пропорциональна времени эволюции, и смоделировали процесс эволюционных изменений. Чтобы сделать вывод о том, как они происходили, ученые применили метод молекулярных часов. Этот подход отслеживает темпы эволюции и основан на гипотезе, что все значимые изменения происходят примерно с одной скоростью, но также допускает, что в разных группах скорость накопления мутации может быть разной и молекулярные часы могут "тикать" с разной скоростью. Иными словами, зная время эволюции между предковым видом (A) и современным видом (B) и признаки этих видов, можно посчитать, с какой скоростью происходила эволюция видa B.
Анализы подтвердили, что паратидеид эволюционировал крайне медленно. Хотя само семейство появилось 242 миллиона лет назад, важные эволюционные изменения происходили лишь раз в 46 миллионов лет. Ученые в своей работе сравнили скорость эволюции клещей семейства Paratydeidae и хищных динозавров. Оказалось, что динозавры развивались в 637 раз быстрее.
"Такая медленная эволюция может объясняться стабильностью жизни клещей в почве на протяжении миллионов лет. Современное широкое распространение семейства может быть обосновано их ранней эволюцией на Пангее – первом континенте, раскол которого привел к образованию всех современных материков", – прокомментировал Павел Климов, кандидат биологических наук, профессор Тюменского государственного университета.