ФИЛОГЕНОМИКА ВОДОЛЮБОВ И КАРАПУЗИКОВ ПРЕДЛАГАЕТ НОВЫЙ СЦЕНАРИЙ ИХ ЭВОЛЮЦИИ

Коллективом авторов из Чехии, Швейцарии, России (А.А. Прокин, в.н.с. лаб. экологии водных беспозвоночных ИБВВ РАН) и Тайваня опубликована работа, в которой впервые представлена филогенетическая гипотеза для двух родственных надсемейств жуков Histeroidea (карапузиковые) и Hydrophiloidea (водолюбовые) на основании геномных данных:

Kusy D., Motyka M., Simon-Pr??k J., Lackner T., Prokin A., Fik??ek M. Phylogenomics resolves the relationships among Hydrophiloidea-Histeroidea families (Coleoptera) and challenges the single colonization of aquatic habitats // Systematic Entomology. 2025. https://doi.org/10.1111/syen.12679

Эти надсемейства, составляющие монофилетическую группу, включают около 9000 описанных видов из 9 семейств, родственные взаимоотношения между которыми до сих пор оставались спорными. В исследовании представлены первые геномные данные для всех современных семейств, включая первые геномы для Synteliidae, Sphaeritidae, Georissidae и Epimetopidae.

Используя наборы данных из 4215, 1100 и 709 белок-кодирующих генов, реконструированы взаимоотношения между семействами, подтвердждено раннетриасовое разделение группы на надсемейства и ранне-среднеюрское происхождение современных семейств.

Все наборы данных и аналитические методы выявили одинаковую топологию для Hydrophiloidea. Надсемейство состоит из двух основных клад: хелофоридной линии (Georissidae + Helophoridae + Hydrochidae) и гидрофилидной линии (Epimetopidae + Spercheidae + Hydrophilidae), с Helophoridae + Hydrochidae и Spercheidae + Hydrophilidae как максимально поддерживаемыми кладами. Прибрежные Georissidae и Epimetopidae образуют ранние клады в каждой линии.

Ранее, в том числе и в наших работах (например: https://doi.org/10.1111/j.1365-3113.2012.00630.x; https://doi.org/10.37520/aemnp.2021.001), прибрежные семейства Georissidae и Epimetopidae считались сестринскими на основании подробного анализа морфологических признаков и отдельных генов. Геномные данные показали, насколько глубокими могут быть структурные параллелизмы в схожих адаптивных зонах.

В Histeroidea обнаружен значительный конфликт в филогенетическом сигнале, что указывает на более сложную и динамичную молекулярную эволюцию, чем в Hydrophiloidea. Отвергнута гипотеза о Synteliidae как сестринском семействе к Histeridae, но пока остается не ясным, являются ли Synteliidae сестринскими к Sphaeritidae или всем остальным Histeroidea.

Реконструкция предпочтений в отношении местообитаний показала, что предковые Hydrophiloidea населяли влажные субстраты по берегам водных объектов, но не были водными. Водные местообитания были колонизированы дважды независимо: предками Helophoridae + Hydrochidae и предками Spercheidae + Hydrophilidae. Подробно обсуждаются доказательства за и против этой новой гипотезы прибрежного предка.

В целом благодаря быстрому развитию технологий секвенирования и инструментов биоинформатики, изучение генома насекомых становится все более популярной практикой. Недавно опубликованная обзорная статья (https://doi.org/10.1146/annurev-ento-013024-013420) названа «Геномная революция открывает новую эру в энтомологии». И это не преувеличение! Однако на момент написания данного обзора были опубликованы геномы только 2 618 насекомых из 24 отрядов, в том числе для 252 видов жуков. Это очень малая доля общего разнообразия отряда, в котором известно 400 000 описанных видов, что составляет 40% числа видов членистоногих и 25% Animalia в целом. Так что неизбежен вал новой информации, в том числе и неожиданные филогенетические гипотезы, которые будут значительно более обоснованными, по сравнению с морфологическими и «олиго-генными».

Подготовлено А.А. Прокиным.

Источник: www.annualreviews.org

Комментарии: