Сосущий ротовой аппарат не помог многоножкам добиться эволюционного успеха

Зоологи впервые подробно описали сосущий ротовой аппарат двупарноногих многоножек их группы Colobognatha. Он состоит из хоботка и насосной камеры и используется для кормления жидкой пищей. Почти такими же ротовыми аппаратами обзавелись многие насекомые, например, бабочки и полужесткокрылые. Однако если насекомые, перешедшие на жидкую пищу, добились заметного эволюционного успеха, то многоножки с сосущим ротовым аппаратом составляют всего около двух процентов от общего видового разнообразия двупарноногих многоножек. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science Advances.

Многие группы беспозвоночных независимо друг от друга приобрели сосущий ротовой аппарат для кормления жидкой пищей. Среди них тихоходки, онихофоры, паукообразные, и паразитические ракообразные. Кроме того, сосущим ротовым аппаратом обзавелись несколько эволюционных линий насекомых. У них он обычно представлен хоботком и цибариальным насосом, который обеспечивает давление, необходимое для всасывания пищи.

Среди многоножек (Myriapoda) существование ротового аппарата сосущего типа подтверждено лишь у пауропод (Pauropoda) — мелких слепых членистоногих, высасывающих содержимое грибных гиф за счет перистальтических движений средней кишки. Другие многоножки обходятся грызущим ротовым аппаратом, который устроен довольно просто и состоит из пары мандибул и непарной пластинки — гнатохилярия. Впрочем, специалисты давно предполагают, что двупарноногие многоножки из клады Colobognatha, в которую входят четыре отряда (Platydesmida, Polyzoniida, Siphonocryptida и Siphonophorida), также освоили питание жидкой пищей. У некоторых их видов есть заостренный хоботок, а челюсти укорочены. При этом остается неясным, чем именно они питаются и обладают ли структурой, аналогичной цибариальному насосу насекомых. Известно лишь, что у многоножек из отряда Platydesmida такого насоса нет.

Разобраться в данном вопросе решила команда зоологов под руководством Лейфа Моритца (Leif Moritz) из Института анализа изменений биоразнообразия Ассоциации Лейбница. Воспользовавшись методами гистологии, а также сканирующей электронной микроскопией и микрокомпьютерной томографией, исследователи проанализировали строение голов девяти видов многоножек, представляющих все шесть семейств из отрядов Polyzoniida, Siphonocryptida и Siphonophorida.

Оказалось, что у всех исследованных видов голова имеет коническую форму и иногда даже вытянута в хоботок, образованный головной капсулой и гнатохилярием. Позади предротовой полости у них расположена насосная камера с толстым склеротизированным дном и тонкой крышей. Скорее всего, она используется для нагнетания жидкости за счет сокращения крупных мышц. Интересно, что насосная камера многоножек из группы Colobognatha по строению очень напоминает те, что характерны для насекомых, в том числе полужесткокрылых (Hemiptera) и чешуекрылых (Lepidoptera), а также для паукообразных из отряда Ricinulei. По мнению Моритца и его соавторов, все эти группы приобрели насосные камеры независимо друг от друга в результате конвергентной эволюции.

Появление сосущего ротового аппарата у насекомых привело к всплеску разнообразия данной группы. По некоторым оценкам, им обладают около половины всех видов насекомых. Между тем, питающиеся жидкой пищей двупарноногие многоножки не смогли достичь такого же эволюционного успеха. Несмотря на то, что они, судя по образцам из бирманского янтаря, появились по меньшей мере 100 миллионов лет назад, сегодня существует лишь около 250 их видов, что составляет примерно два процента от общего видового разнообразия двупарноногих многоножек (Diplopoda). Возможно, представители группы Colobognatha остались немногочисленными, поскольку слишком медленно расселяются и зависят от влажных местообитаний.

Ранее мы рассказывали о том, как зоологи описали первую многоножку, у которой более тысячи ног. Представители нового вида, получившего название Eumillipes persephone отращивают до 1306 ног — больше, чем какое-либо другое животное. В длину эти существа достигают 96 миллиметров, а живут под поверхностью земли в Западной Австралии, на глубине от 15 до 60 метров. Интересно, что E. persephone также относятся к группе Colobognatha.

Сергей Коленов