В ходе эволюционной миниатюризации почти все органы насекомых уменьшаются пропорционально уменьшению размеров тела.

Насекомые в целом не отличаются большими размерами, но есть среди них и настоящие малютки, почти невидимые невооруженному глазу – как, например, жуки перокрылки и перепончатокрылые мимариды, размер которых составляет доли миллиметра (наездник-мимарида Dicopomorpha echmepterygis вообще считается мельчайшим насекомым на Земле – его тело всего 0,139 мм в длину, то есть он меньше одноклеточной инфузории.)

Длина тела жука перокрылки Ptenidium pusillum составляет 0,9–1,2 мм. (Фото: Wikipedia.)

3D-модель Megaphragma mymaripenne, одного из самых мелких в мире представителей насекомых. (Иллюстрация: Алексей Полилов.)

При этом нельзя сказать, что микронасекомые представляют какое-то исключение – нет, их довольно много, их можно встретить в городах, парках, горах, лесах. Живут они в самых разных широтах, хотя на юге, в тропиках, их будет побольше. Можно сказать, что миниатюризация – одно из главных направлений эволюции насекомых.

У микронасекомых есть свои характерные особенности: например, у них довольно специфические крылья, которые представляют собой не пластинку, как, допустим, у стрекоз, а жилку со щетинками по краям, похожую на перо. Вообще изменения в строении тела, сопровождающие такое исключительное уменьшение – довольно интересный вопрос.

Ведь насекомые – многоклеточные существа, у них есть ткани и органы, составленные из клеток разных типов, с разными функциями. Все ли органы в одинаковой степени готовы уменьшиться, буде эволюция пойдет по такому пути, или же какие-то поддаются миниатюризации легче, нежели другие?

В статье в Scientific Reports исследователи из Московского государственного университета пишут, что разные системы органов уменьшаются по-разному. Анастасия Макарова и Алексей Полилов проанализировали результаты исследований микронасекомых, накопленные за последние десять лет. Для анализа использовали двадцать два вида из одиннадцати семейств, принадлежащих к пяти отрядам (щетинохвостки, сеноеды, трипсы, жесткокрылые и перепончатокрылые). Насекомые по размерам были более чем разные – объем тела среди них отличался порой в 150 000 раз.

По словам Алексея Полилова, «...большинство систем органов насекомых демонстрируют колоссальные возможности к масштабированию, сохраняя неизменные пропорции при многократных изменениях размеров тела. Системы органов сохраняют организацию, а некоторые — даже неизменный относительный объем, несмотря на многократные уменьшения размеров».

Метаболические системы, ткани внутренней среды и трахейная система уменьшаются пропорционально уменьшению размеров тела. А вот относительный объем половой и нервной системы, наоборот, многократное увеличивается, то есть у мелких насекомых они, грубо говоря, занимают больше места, чем у крупных. Видимо, именно они и ограничивают миниатюризацию – насекомое не может стать меньше, чем это позволяют половая система и нервная система.

Другой вывод, который делают авторы работы – что строение тела насекомых лучше, чем строение тела позвоночных, переносит масштабирование: литературные данные относительно позвоночных говорят о том, что при аналогичных изменениях в размерах большинство органов позвоночных меняются непропорционально. В дальнейшем исследователи планируют проверить описанные эволюционные закономерности также на других группах членистоногих – клещах, коллемболах и др.