Генетики выяснили, когда появились водомерки

Международная группа энтомологов восстановила полную эволюционную историю водомерок и выяснила, что эти насекомые завоевали водную гладь около 105 миллионов лет назад. Исследование показало, что водомерки появились во время потепления климата, это совпало с расцветом цветковых растений в середине мелового периода.

Водомерки (Gerridae) — это клопы, которые бегают по воде. Несмотря на их распространенность (от луж до открытого океана), ученые долго спорили, когда именно появились первые водомерки и как они так быстро распространились по планете. Традиционные методы датировки, основанные на внешнем строении и редких окаменелостях, давали противоречивые результаты, а эволюционное древо группы было полно неточностей.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Systematic Entomology, выделили и прочитали митохондриальную ДНК и рибосомальные гены. Это позволило извлечь генетическую информацию даже из старых музейных образцов (некоторые были пойманы в 1930-х годах). На основе данных 94 видов ученые построили модель «молекулярных часов», чтобы точно датировать узловые моменты эволюции.

Анализ сдвинул время появления общего предка современных водомерок в середину мелового периода — примерно на 105 миллионов лет назад. Это на 10 миллионов лет позже, чем предполагали некоторые предыдущие модели. Но эта дата идеально совпадает с периодом глобальных перемен на Земле — временем парникового эффекта с высоким уровнем моря и теплыми температурами. Тогда же происходили бурный расцвет и распространение цветковых растений.

Ученые пришли к выводу, что именно изменение ландшафта и появление новой растительности создало множество новых экологических ниш на поверхности водоемов, которые тут же заняли предки водомерок. Основные современные подсемейства разделились и оформились чуть позже — в конце мелового периода и начале палеогена.

Попутно генетический анализ помог выявить ошибки в старой систематике: многие виды, которые считались родственниками из-за похожего внешнего вида, на самом деле оказались представителями разных эволюционных линий, пришедших к схожей форме тела независимо друг от друга.

Исследователи связали эволюцию конкретной группы насекомых с глобальными геологическими и климатическими процессами. История водомерок показывает, как перестройка экосистем планеты (появление цветов и потепление) открывает принципиально новые среды обитания, порождая всплеск биоразнообразия.