Бабочки и мотыльки Lepidoptera входят в число самых красивых насекомых, известным нам по тысячам видов со всего мира. Но их эволюция была загадкой для ученых, потому что окаменевших останков Lepidoptera практически нет. И вот ученые из Нидерландов обнаружили окаменелости лепидоптеры, которые старше тех, что находили раньше, и доказали, что это насекомое умерло по меньшей мере 200 миллионов лет назад.
Анализ этих окаменелостей заставил ученых переосмыслить эволюцию Lepidoptera. Потому что ранее считалось, что длинные хоботки, которыми бабочки и мотыльки высасывают нектар из цветков, на самом деле появились раньше цветущих растений, поэтому изначально у них было другое предназначение.
Окаменевшие останки древней Lepidoptera — настоящая редкость. Хотя бабочки кажутся хрупкими и нежными существами, их внешние скелеты сделаны из хитина, который довольно прочный. Хитин или продукты его распада хорошо сохраняются в летописи окаменелостей.
Лучше всего насекомые сохраняются в янтаре. Ископаемая Lepidoptera была обнаружена в нескольких отложениях. Например, известны бабочки из Флориссанских ископаемых пластов Северной Америки, датированных эпохой эоцена, возрастом 35 миллиона лет. Ископаемые гусеницы с характерным строением тела, типичным для всех современных бабочек и мотыльков, были извлечены из ливанского янтаря возрастом 125 миллионов лет. Но дальше — ничего. До этого дня.
И это странно, потому что Lepidoptera тесно связана с другой известной современной группой насекомых, мухами Trichoptera. Окаменелости этой группы хорошо известны и прослеживаются до пермского периода палеозойской эры (250 миллионов лет). Поскольку у этих групп общий предок, первые Lepidoptera должны были, теоретически, также объявиться в пермском периоде.
Счастливый случай
Недавно обнаруженные окаменелости не такие уж и старые, но попадают в триасовый период, начало эпохи динозавров. Деликатные окаменелости имеют характерные для бабочек и мотыльков масштабы. Их нашли абсолютно случайно, когда исследователи пытались извлечь гранулы пыльцы из образцов горных пород в скважине на севере Германии.
В процессе этого растворяется порода (обычно с применением мощнейшей фтористоводородной кислоты), оставляя после себя органический остаток, богатый органическим материалом. Хотя это, как правило, пыльцевой материал и растительный мусор, в нем может быть склеротизованный (укрепленный) экзоскелет насекомых и других беспозвоночных. Например, таким образом можно найти частички окаменевшего скорпиона.
Немногие насекомые имеют чешуйки на своих крыльях, а чешуйки на крыльях бабочек и мотыльков сильно отличаются от любых других. Существуют также характерные контуры и поля, которые позволяют выделить масштабы бабочки. Несомненно, ископаемые чешуйки, обнаруженные в немецкой скважине, принадлежали древним бабочкам и мотылькам.
Что любопытно, масштабы указывают на группу бабочек, известных как Glossata. Почти все современные бабочки относятся к этой группе, характеризующейся трубчатой частью рта, известной как «хоботок». Он используется для кормления жидкостями, например нектаром. Бывают примитивные мотыльки с «кусающим» ртом, и некоторых из них находили в породах возрастом 190 миллионов лет. Но новейшее открытие еще более древнее, и оно относит происхождение современных бабочек с хоботками еще на 70 миллионов лет назад.
Эволюционным биологам есть о чем подумать. До сих пор мы думали, что модифицированные сосущие хоботки современных бабочек появились вместе с распространением цветущих растений в раннем меловом периоде, примерно через 100 миллионов лет после того, как появились недавно обнаруженные окаменелости.
Ученые, которые обнаружили окаменелости, предполагают, что Lepidoptera, возможно, обзавелась хоботком, чтобы всасывать любые доступные жидкости в те времени, когда окружающая среда была намного более сухой. Мы знаем, что такое имело место, но сейчас слишком рано делать уверенные выводы.
Какой бы ни была истинная причина появления хоботка бабочки, это эволюционное новшество привело к феноменальному разнообразию и значительно прибавило красоты нашей планете.