Brakujące skrzydła „obcego” chrząszcza stanowią zagadkę ewolucyjną

Owad w kolekcji młodych okazów na Uniwersytecie w Lund w Szwecji wyglądał nie na miejscu.

„Cóż, to jest żart” Winicjusz Ferreira, taksonomista owadów i biolog ewolucyjny, powiedział sobie. „To żart – to humor”.

Chrząszcz – znaleziony w 1991 roku w Oaxaca w Meksyku, o szerokości zaledwie jednej dziesiątej cala, wśród ściółki lasów sosnowych i dębowych na wysokości ponad 9500 stóp przez przyrodnika Richarda Baranowskiego – był zdecydowanie samcem. Brakowało mu jednak jednej z charakterystycznych cech zwierzęcia: twardej powłoki zewnętrznej znanej naukowcom jako elytra.

Po dokładnej analizie dr Ferrera Opis owada w tym miesiącu w Journal of Zoology Towarzystwa Linneusza jako nieznany wcześniej, ale „niezwykły” gatunek chrząszcza elytra: Xenomorphon baranowskii.

„Bum. Znaleźliśmy to naprawdę dziwne zwierzę. Obcego chrząszcza” – powiedział dr Ferreira, wybierając imię, które honoruje dr Baranowskiego, a także wspomina o „egzotyce” w jego ulubionej serii filmów science fiction.

„W końcu znaleźliśmy jeden. Myślę, że to bardzo ekscytujące” – powiedział. Michaela Iveya, kurator entomologii na Montana State University, który nie był zaangażowany w badania. „To cudowna bestia”.

„Nie możemy jeszcze wiele zrobić, ale do tego odkrycia nie wiedzieliśmy, że jest coś, czego można szukać” – dodał.

Skrzydła zużywają dużo energii, więc na przestrzeni historii ewolucji wiele gatunków owadów utraciło zdolność samodzielnego latania. Istnieje jednak ponad pół miliona znanych gatunków chrząszczy i jak dotąd wszystkie z nich miały przynajmniej jakąś formę twardej elytry. Uważa się, że nawet gdy nie jest używany do lotu i jest zespolony, przypominająca muszlę osłona skrzydeł jest jednym z kluczy do przetrwania chrząszcza. Chroni ich miękkie ciała i pozwala im wcisnąć się w małe szczeliny i wydostać się z niebezpiecznych sytuacji.

W przypadku obcego chrząszcza dr Ferreiry on i jego współpracownicy spekulują, że rezygnacja z lotu i odrzucenie elytry może być środkiem zapobiegawczym, mającym na celu uniknięcie silnych wiatrów na wyższych wysokościach, na których żyją.

Dr Ferreira powiązała również gatunki ze słabo poznaną tendencją ewolucyjną badane przez He i in Nazywa się to pedomorfozą. W tym zjawisku dorosłe samice niektórych gatunków chrząszczy zachowują niektóre ze swoich młodzieńczych cech, wyglądając bardziej jak larwy i czasami tracąc skrzydła. Bezskrzydłe samce Xenomorphon baranowskii są podobne do występujących u samic tych chrząszczy.

Ale zwykle samce chrząszczy wykorzystują swoją siłę lotu, aby przegonić samice poza zasięgiem wzroku w celu kopulacji. Więc jeśli penetracja chrząszczy jest rzeczywiście zagadkowa w przypadku samic chrząszczy, jeszcze mniej sensu ma to, że samce chrząszczy nie rozwiną skrzydeł, gdy dorosną. „To najbardziej ekstremalny przykład rozległej hiperplazji naskórka” – powiedział dr Ferreira.

„Kontrola nie jest dobra dla ciebie”, dodał, ponieważ pozostawia to pojedyncze chrząszcze bardziej podatne na zagrożenia i niezdolne do zajścia bardzo daleko. Ale jego zespół stawia hipotezę, że utrata przednich skrzydeł i zdolności do poruszania się może pozwolić gatunkom chrząszczy na większą specjalizację i skuteczniejsze zajmowanie małego obszaru geograficznego.

Odkrycia te mogą służyć jako przykład tego, jak bardzo przystosowalne mogą być chrząszcze w trakcie ich ewolucji – cecha, która czyni je jednymi z odnoszących największe sukcesy zwierząt na planecie. – To sytuacja ekstremalna – powiedział. Roberta Andersona, badacz z Kanadyjskiego Muzeum Przyrody, który nie był zaangażowany w te badania. „Oczywiście, to jest droga w górę pod względem dziwaczności”.

Opis opiera się również na pojedynczym okazie Xenomorphon i chociaż całe gatunki owadów są często opisywane na podstawie pojedynczych znalezisk, badacze nie wiedzą prawie nic więcej o zwierzęciu. Nie można zbadać jego DNA, nie ma danych na temat jego historii życia ani śladu tego, jak mogłyby wyglądać samice tego gatunku. Następnym krokiem byłoby wejście na tę meksykańską górę w nadziei na znalezienie większej liczby chrząszczy pozbawionych elytry.

„Szczerze mówiąc, wiedziałem, że pewnego dnia to się w końcu stanie” — powiedział dr Ferreira. „To naprawdę zaskakujące, ale z biedronkami wszystko jest możliwe”.