O nouă cronologie a insectelor arată că aceste creaturi au evoluat pentru prima dată în urmă cu 479 de milioane de ani – mai devreme decât se bănuia anterior – și că apariția lor a coincis cu primele plante terestre de pe Pământ.
Arborele revizuit al vieții insectelor, numit și filogenie, îi ajută pe oamenii de știință să răspundă la unele dintre întrebările de lungă durată privind originea acestor artropode extrem de diverse și extrem de importante. Dar construirea filogeniei nu a fost un picnic. Insectele sunt de departe cel mai bogat grup de specii de animale de pe planetă, iar cercetătorii implicați au trebuit să folosească mai multe supercomputere pentru a procesa toate datele genetice.
Bernard Misof de la Muzeul Koenig din Bonn, Germania; Xin Zhou de la BGI din Shenzen, China; și Karl Kjer de la Universitatea Rutgers din New Brunswick, New Jersey; împreună cu colegi din întreaga lume, au creat un proiect cunoscut sub numele de 1KITE pentru a reuși acest lucru. Descoperirile grupului apar în numărul din 7 noiembrie al revistei Science.
„Foarte puține programe software ar putea chiar să încarce datele noastre fără să se blocheze”, a spus Kjer. „Insectele sunt atât de abundente încât, în ecosistemele terestre, ele consumă mai mult în termeni de biomasă decât o fac vertebratele.”
„De fapt, insectele sunt atât de dominante încât este greu de imaginat orice fel de viață terestră de pe Pământ care nu a fost modelată de ele”, a spus el. „Încerc să mă gândesc la unul… Poate pinguinii? S-ar putea să nu aibă nevoie de insecte în Antarctica, dar cred că toate celelalte au nevoie.”
Cercetătorii au trebuit să colecteze probe proaspete de ADN de la toate ordinele majore de insecte care există astăzi. Dar echipa 1KITE a reușit să realizeze această performanță în aproximativ un an, permițându-le cercetătorilor să analizeze 1.478 de gene codificatoare de proteine diferite de la insecte – precum și câteva gene de la rudele lor apropiate artropode – și să compare datele lor cu arhiva fosilă a insectelor.
„Acest lucru a funcționat doar pentru că ne-am putut baza pe o rețea de amatori și profesioniști pentru a colecta fiecare specie importantă din punct de vedere filogenetic în cadrul proiectului”, a declarat Misof.
„Insectele au făcut aproape totul primele. Au fost primele care au format societăți sociale, au făcut agricultură și au cântat – cam tot ce vă puteți imagina.”
Karl Kjer
„Apariția rapidă a tehnologiei de secvențiere de generație următoare și a informaticii ne-a permis, de asemenea, să producem cantități uriașe de date de secvență care au fost informative pentru construcția filogenetică”, a explicat Zhou. „Acest lucru nu a fost posibil în trecut, când genele trebuiau să fie amplificate și secvențiate una câte una.”
Noua cronologie arată că insectele și-au avut probabil originea în perioada Ordovicianului timpuriu și că apariția lor a coincis cu primele plante terestre de pe Pământ. Astfel, cercetătorii sugerează că diversificarea insectelor a jucat un rol semnificativ în modelarea primelor ecosisteme terestre ale planetei – și viceversa.
Echipa 1KITE propune, de asemenea, că zborul insectelor a apărut în urmă cu aproximativ 406 milioane de ani, pe măsură ce ecosistemele terestre au devenit mai complexe. Ei spun că radiația plantelor cu flori a fost însoțită de o explozie a diversității în rândul insectelor zburătoare, cum ar fi albinele, viespile și fluturii.
„Aripile au fost cheia succesului insectelor”, a spus Kjer. „Ele au transformat un mediu bidimensional într-un mediu tridimensional.”
Locația cronologică a cercetătorilor arată că majoritatea speciilor moderne de insecte au apărut în urmă cu aproximativ 345 de milioane de ani. Printre aceste specii moderne, păduchii paraziți nu s-au diversificat decât după ce au fost disponibile gazde aviare și mamifere, o constatare care contrazice teoria conform căreia aceștia și-au avut originea pe dinozaurii cu pene, neavioși.
Varietățile de gândaci și termite pe care le vedem astăzi au evoluat probabil în urma extincției în masă din Permian, singura extincție în masă cunoscută a insectelor, care a avut loc în urmă cu aproximativ 252 de milioane de ani.
„Cu toate acestea, adevărata diversitate a insectelor nu a apărut până la Holometabola”, a spus Kjer, referindu-se la subclasa de insecte care suferă o metamorfoză completă, inclusiv fluturi și gândaci. „Insectele Holometabola au stadii de viață foarte distincte, cu larve specializate să se hrănească și să se ascundă și adulți specializați să se împerecheze și să se disperseze, ceea ce înseamnă că își pot personaliza formele corporale pentru ceea ce au nevoie, atunci când au nevoie.”
„Insectele au făcut aproape totul primele”, potrivit lui Kjer. „Au fost primele care au format societăți sociale, au făcut agricultură și au cântat – cam tot ce vă puteți imagina.”
.