Комаров омолодили на сто миллионов лет. Согласно новой реконструкции, семейство настоящих комаров возникло только в позднем мелу

Биологи выяснили, что настоящие комары появились в позднем мелу, около 106 миллионов лет назад. Таким образом, они примерно на 100 миллионов лет моложе, чем принято считать. При этом большинство эволюционных линий настоящих комаров возникли лишь после мел-палеогенового вымирания — вероятно, в ответ на диверсификацию их хозяев: птиц и млекопитающих. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Мало какие насекомые изучаются столь же интенсивно, как настоящие комары (Culicidae) — что неудивительно, учитывая, насколько серьезный ущерб они наносят людям, распространяя различные опасные инфекции, включая малярию, желтую лихорадку и японский энцефалит. Но энтомологи все еще знают об этом семействе не все. Например, неясно, когда и при каких обстоятельствах оно появилось.

Согласно молекулярно-генетическим реконструкциям, настоящие комары возникли в юрском или триасовом периоде, от 150 до 250 миллионов лет назад. При этом в ископаемой летописи эти насекомые появляются значительно позже: лишь в конце мела, 72,1-99,6 миллиона лет назад. Несколько лет назад была опубликована статья, в которой описывался более древний настоящий комар — Libanoculex intermedius из ливанского янтаря возрастом 125,77-121,4 миллиона лет назад. Но позднее выяснилось, что в действительности это насекомое относилось к семейству толстохоботных комаров (Chaoboridae). Они находятся с настоящими комарами в сестринских отношениях и не питаются кровью.

Команда биологов под руководством Мака Пирса (Mac P. Pierce) из Гонконгского университета представила свой взгляд на происхождение настоящих комаров. Исследователи реконструировали родственные связи этих насекомых, основываясь на данных об их консервативных генах. В результате они получили два разных филогенетических древа. На одном из них семейство настоящих комаров, в соответствии с традиционными представлениями, разделяется на два подсемейства: Culicinae и Anophelinae. Однако на другом древе подсемейство Culicinae является полифилетическим — а род Culex находится в сестринских отношениях с подсемейством Anophelinae. С помощью дополнительного анализа авторы продемонстрировали, что филогения настоящих комаров лучше описывается вторым древом. Первое же, вероятно, ошибочно, причем в качестве источника искажения выступает сильное давления отбора в кладе Anophelinae.

На следующем этапе Пирс и его коллеги определили время появления настоящих комаров. Вне зависимости от того, какое из филогенетических деревьев использовали авторы, расчеты показали, что эти насекомые разошлись с толстохоботными комарами всего около 106 миллионов лет назад — в позднем мелу. Таким образом, они возникли примерно на 100 миллионов лет позже, чем принято считать. Эта оценка соответствует палеонтологической летописи намного лучше предыдущих.

Последний общий предок всех ныне живущих настоящих комаров, вероятно, жил в самом конце мела, примерно 73 миллиона лет назад. А все современные клады этих насекомых — за исключением рода Mansonia — появились уже после мел-палеогенового вымирания, в раннем кайнозое. Судя по всему, расхождение большинства филогенетических линий настоящих комаров началось в палеогене в ответ на быструю диверсификацию их основных хозяев — птиц и млекопитающих. Эволюцию семейства также могли подстегнуть палеоцен-эоценовый термический максимум и раннеэоценовый климатический оптимум — периоды когда на Земле наблюдались очень высокие температуры, а ареалы животных быстро менялись.

Сопоставив полученные результаты с предыдущими исследованиями, Пирс и его соавторы сделали несколько дополнительных выводов. Например, они считают, что у общего предка настоящих комаров самки питались кровью млекопитающих — а у его потомков самки неоднократно и независимо друг от друга переходили на других хозяев: птиц, рептилий и млекопитающих. Кроме того, авторы установили, что некоторые важные эволюционные линии настоящих комаров — подсемейство Anophelinae, трибы Aedini и Culicini и род Uranotaenia — появились в Новом Свете (общий предок четырех этих групп жил здесь около 51,3 миллиона лет назад), после чего расселились по всему миру.

Новая реконструкция филогенетического древа настоящих комаров также согласуется с данными об эволюции паразитических одноклеточных из рода Plasmodium (включая возбудителей малярии), переносчиками которых они являются. Плазмодии делятся на две основные группы. Представители одной из них паразитируют на млекопитающих, а другой — на птицах и рептилиях. Первым в качестве переносчиков служат комары из подсемейства Anophelinae, самки которых кормятся почти исключительно кровью млекопитающих, а вторым — представители рода Culex, у самок которых рацион более разнообразен и включает кровь птиц и рептилий. Плазмодии разделились на две эти группы около 45 миллионов лет назад. По оценке Пирса и его коллег, примерно тогда же — 43,6 миллиона лет назад — разошлись сестринские клады Anophelinae и Culex. Таким образом, представители рода Plasmodium, вероятно, начали использовать в качестве промежуточного хозяева общего предка Anophelinae и Culex — а когда эти клады разошлись и начали специализироваться на разных жертвах, соответствующее разделение на две группы произошло и среди плазмодиев.

Ранее мы рассказывали, как энтомологи из России и Израиля обнаружили, что ископаемое насекомое Gallia alsatica, которое жило в середине триаса на территории современной Франции, могло быть переходной формой между длинноусыми и короткоусыми двукрылыми. На это указывают особенности жилкования крыльев G. alsatica и строение его антенн.

Источник