Жуки променяли крылья на рога

    Насекомые утратили чувствительность к «генетическим тормозам» и превратились в монстров: вместо крыльев у древесных жуков выросли рога и горбы.

    Энтомологи и генетики из научных центров США и Франции под руководством Бенжамина Прюдома (Benjamin Prud’homme) нашли генетические корни удивительных рогов и горбов, которыми насекомые отпугивают соперников и скрываются от навязчивого внимания хищников. Оказалось, что в ходе эволюции горбатки(Membracidae) — маленькие родственники цикад (Cicadidae) —променяли крылья на рога и горбы.

Насекомые-монстры

    Необычные и чудовищные насекомые всегда привлекали внимание натуралистов. Горбатки (древесные жуки) — особый объект исследования: более трех тысяч видов этих удивительных насекомых обитают по всему земному шару,кроме Антарктики. Самые причудливые и замысловатые горбатки обитают в Южной Америке.

    Заметить горбаток не так-то просто. Нужно хорошо присмотреться, чтобы понять, что, например, шипы кустарника — это вовсе не шипы, а насекомые-монстры. Защищаясь от врагов и лишнего внимания, горбатки отращивают гигантские рога: если уж хищник не испугается, то хотя бы поперхнется! Монстры имитируют муравьев: они-то ядовитые и кислые, кому хочется набивать себе оскомину после обеда? Некоторые горбатки напоминают экскременты животных: на таких жуков и вовсе никто не позарится, разве что «истинный гурман».

    Одним словом, горбатки не поленились поработать над внешностью и сделать«косметическую операцию» на генетическом уровне. Чтобы выяснить, чем была та часть насекомого, которая за миллионы лет эволюции превратилась в устрашающие наросты, ученые сравнили насекомых-монстров с плодовой мушкой(Drosophila). Биологи исследовали тонкости развития самых «скромных»горбаток — Publilia modesta. «Выросты на дорсальной (спинной)поверхности сформировались у этих насекомых из-за слияния гомологов крыльев», — резюмируют ученые данные анатомического и морфологического исследований личинок и взрослых особей.

    Биологи поименно знают гены, которые отвечают за отращивание конечностей и крыльев у насекомых. Поэтому в следующем эксперименте генетики и энтомологи поколдовали с «крыло-лапными» генами горбаток и плодовых мушек. Оказалось, что горбатки пытаются отрастить крылья в том месте, где и быть-то их не должно —на первом торакальном (грудном) сегменте.

    «В результате тонкого, аккуратного и кропотливого морфологического и генетического исследования ученые показали, что Membracidae «включают»генетическую программу формирования крыльев в той анатомической структуре, на которой у современных крылатых насекомых не бывает крыльев», — пишет Армин Мозек (Armin P. Moczec), рецензент исследования.

    Ученые объясняют, что у крылатых насекомых работает ген, который тормозит формирование крыльев в неположенном месте. У горбаток этот ген тоже есть, но«крылья» все равно растут: они плюют на «генетические тормоза» и превращаются в рога. «Мы полагаем, что горбатки утратили чувствительность к гену,ингибирующему развитие крыльев в торакальном сегменте», — резюмируют энтомологи результаты эксперимента, в котором они включали и отключали «генетические тормоза».

    С генетическими подробностями эволюционной косметологии можно ознакомиться в статьеBody plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage, опубликованной в Nature.