Биологи разобрались, зачем многоножки светятся
В горах Вирджинии, США, двупароногие многоножки окрашены в яркие цвета, жёлтый и чёрный, что предупреждает хищников о том, что их лучше не есть.У родственного вида из Калифорнии предупреждение выглядит совсем иначе: эти насекомые светятся в темноте.
Однако биолюминесценция, или свечение организмов в темноте, по крайней мере, у многоножек, вероятнее всего, развилась не как способ предупреждения об опасности. Учёные считают, что свечение помогло им выживать в горячей сухой среде.
Пол Марек (Paul Marek), доцент энтомологии в Колледже сельского хозяйства и наук о жизни, начал изучать биолюминесценцию у многоножек семь лет назад. Причём ему всегда казалось, что понять и проследить её эволюционные истоки крайне сложно, так как эта черта начала формироваться миллионы лет назад и сегодня имеет мало общего с формой, характерной для предков двупароногих.
В ходе своей последней работы Марек изучал насекомых вида Xystocheir bistipita – образцы были собраны в 1967 году и больше не были замечены энтомологами. Но недавно Марек наткнулся на них во время полевых работ в предгорьях Сан-Луис-Обиспо, штат Калифорния.
Это насекомое достаточно невелико (если сравнивать с другими многоножками, обитающими на более низких высотах). Раньше его не причисляли к роду светящихся многоножек под названием Motyxia, распространённому в западном полушарии. Однако секвенирование ДНК показало обратное, и название существа было изменено на Motyxia bistipita.
"После того, как мы секвенировали ДНК многоножек, мы смогли найти их место на эволюционном древе других биолюминесцентных видов рода Motyxia, – рассказывает Марек. – Для многоножек, обитающих в низменности, характерна слабая биолюминесценция. У них это свойство старше, а люминесценция их "двоюродных братьев" с гор представляет собой, скорее, новую черту".
Представители вида М. sequoiae, которые живут гораздо выше, в калифорнийских горах Сьерра-Невада, светятся ярче, а для их свечения характерна градация яркости от тусклого к яркому. Чтобы определить это, команда Марека измеряла излучение света фотографически в тёмной комнате. Также энтомологи определили токсичность насекомых путём замеров объёма цианидовых желез.
Как оказалось, чем больше цианидовые железы, тем ярче светится насекомое: это указывает на функциональную связь между интенсивностью люминесценции и токсичностью, что в свою очередь доказывает, что у свечения есть и предупреждающая функция.
Тут стоит отметить, что в отличие от светлячков, которые светятся из-за ферментативной реакции между люциферазой и люциферином, M. bistipita обязана своему мягкому зеленовато-голубому свечению реакцией фотобелка с участием магния.
Марек делает вывод, что этот процесс изначально использовался организмом многоножки, чтобы помочь ей справиться с окислительным стрессом во время жизни в низменных и сухих средах.
Затем биолюминесценция стала также частью жизни многоножек, живущих на больших высотах. Тогда она преобразовалась в предупреждающий сигнал, так как этим существам приходится сталкиваться с большим количеством хищников.
"Живые существа светятся различными цветами и по разным причинам, но теперь мы знаем, что эволюционная роль биолюминесценции может быть совершенно иной, нежели её современные функции, – поясняет Марек. – Это открытие проливает свет на эволюционные истоки многих сложных признаков, не только биолюминесценции".
Научная статья группы Марека была опубликована в издании PNAS.
Читайте также о том, зачем свечение в темноте грибам и морским рыбам.
