РОЗПЛУТУЮЧИ ПІВСТОЛІТНЮ ЗАГАДКУ

Андрій М. Заморока

Далекого 1974-го року французький вчений Андре Вільє повідомив світові про результати свого дослідження. Він помітив те, чого не помічали вчені впродовж попередніх двохсот років. А його ідеї стали поштовхом для складання вельми заплутаного пазлу. І для цього знадобилось цілих пів століття аж до сьогоднішнього дня, коли стало можливим зазирнути у глибину ДНК – святого ґраалю біології.

Ця ледь що не детективна історія в науці розпочалась майже випадково. Діана Семанюк – студентка Прикарпатського університету, виконувала рутинну процедуру зі співставлення секвенсів ДНК різних видів тонкохвістцевих жуків (Lepturini), готуючи свою бакалаврську роботу. Аж раптом виявила, що Чорногузки, яких Андре Вільє помістив у один рід, кардинально різняться між собою на молекулярному рівні. Ми разом з нею тоді довго вручну перевіряли усі секвенси ДНК аби виключити можливу помилку. І помилки таки не було!

У своєму столітті Андре Вільє був визнаним експертом у галузі вивчення скрипунових жуків (Cerambycidae), зробивши дуже вгомий вклад у розуміння їх природи і особливо систематики. Власне у своїй відомій праці 1974-го року він першим за багато десятиліть запропонував нову класифікацію тонкохвісткових (Lepturinae) – однієї із підродин скрипунових жуків. Уже тоді він помітив розбіжності між наявною системою і фактичним станом справ. Тому Андре Вільє описав новий рід жуків, який назвав Чорногузка (Stenurella), у який помістив 11 видів. Одначе, такий крок вченого породив більше питань, аніж дав відповідей, адже досліджені ним види суттєво відрізнялись один від одного. Впродовж наступних сорока років система Вільє була загальноприйнятою. Окрім хіба що одного – майже одразу, у 1981-му році, Михайло Данілевський із колегами відділили Чорногузку чаруючу (Stenurella hecate) в окремий рід – Ненаська (Xenoleptura), ґрунтуючись на значних відмінностях у будові її тіла. А назагал тією системою послуговувались усі дослідники, навіть незважаючи на деякі очевидні розбіжності. І тільки у 2013-му турецький вчений Хусейн Иоздікмен спробував вирішити проблему із неузгодженістю морфології і таксономії Чоногузок. Одначе, він здійснив лише внутрішні перестановки, залишивши загальну систему запропоновану Андре Вільє, що в цілому не вирішувало проблеми, а подекуди й ще більше заплутувало.

І от тепер, коли стало зрозумілим, що на молекулярному рівні Чорногузки є не просто різнорідними, ба – належать до різних еволюційних гілок, назріла потреба внести зміни у їх систематику. Ідея полягала в тому аби не просто представити молекулярні дослідження, а поєднати їх із морфологічними, обґрунтувавши висновки потужним математичним аналізом і моделюванням. Але для цілісності картини нам бракувало даних з Іберійського півострова та Північної Африки, де розповсюджені три ендемічні види Чорногузок. Тому ми звернулись до нашого іспанського колеги Сержі Троколі із Природознавчого музею Барселони із пропозицією об’єднати зусилля і остаточно скласти цей пазл. Для аналізу генетичних і морфологічних даних ми застосували чотири різні методи таким чином аби їх результати могли перектитись і підтвердити одні інших. І дійсно, усі чотири методи, застосовані до різних наборів даних, показали один і той же результат. Насправді ми не очікували на такий чудовий консенсус, коли дані молекулярного і морфологічного аналізів збіглися з ідеальною точністю.

Результатом нашого дослідження стало виявлення філоґенетичного – природного становиська усіх видів, які колись відносили до роду Чорногузка. Виявилось, що три види колишніх Чорногузок належать до іншого роду – Чорноплямка (Rutpela) і є близькими родичами Тонкохвісток (Leptura). Становлячи одну із двох еволюційних гілок Тонкохвістцевих (Lepturini). Тоді як інші шість видів – це рід Чоногузка (Stenurella), які є близькими родичами Голошийок (Anoplodera) – другої еволюційної гілки.

Наше дослідження продемонструвало, що Андре Вільє помилково помістив частину видів у рід Чорногузка. Однак це трапилось не через недбалість, а через хитросплетіння еволюційного процесу, який називається конверґенцією, коли дві різні групи живих організмів набувають дуже схожих морфологічних ознак, проживаючи в однакових умовах. Конверґентна еволюція призводить до виникнення аналогічних ознак. Власне цей еволюційний механізм не завжди є очевидним на морфологічному рівні, особливо якщо види вважаються недалекими родичами. Наприклад, форми тіла і плавців акули, дельфіна та іхтіозавра є аналогічними, хоча ці тварини є представниками різних класів і виникли від різних предків. Це очевидний приклад, а у випадках із Чорногузками – ні, оскільки вони є недалекими родичами і мають дуже схожі форму і розміри тіла, які виникли, як виявилось, в процесі конверґенції, а не успадкування від спільного предка.

І Чорногузки, і Чорноплямки більшу частину свого дорослого життя проводять на квітах, живлячись нектаром і пилком. Вони є відмінними запилювачами, але на противагу перетинокрильцям, як от бджоли, оси чи мурахи, у них немає жала для самозахисту від хижаків. Власне тому їх еволюція протікала в напрямі імітації жалких комах, зближуючи морфологію усіх видів між собою. Їх форма тіла і забарвлення наслідують ос і мурашок. Чорногузки мімікрують саме під мурашок, а Чорноплямки – під ос. І така імітація вводить в оману не лише хижаків, а й тривалий час дурила й вчених, допоки той обман не було викрито.