Чудеса эволюции: как жуки-навозники стали питаться гниющей плотью

Анализ тысяч окаменелостей показал, что рацион жуков изменился более 37 миллионов лет назад

Около 37 миллионов лет назад Патагонская низменность в Аргентине изобиловала обширными лугами. Саблезубые сумчатые, гигантские птицы-террористы и массивные травоядные, похожие на тапиров и лошадей, бродили по пышным лугам. Но под ногами таилось нечто тревожное: навозные жуки, у которых внезапно появился вкус к разлагающейся плоти.

Примечательно, что тяга этих жуков к поеданию мертвых тел оставила следы в палеонтологической летописи в виде подземных камер, которые они выкапывали, чтобы защитить и накормить свое потомство. Теперь новый анализ более 5 тысяч таких камер, опубликованный в журнале Palaeontology, перевернул с ног на голову 60-летние эволюционные исследования, продемонстрировав, что жуки-скарабеи в Северной и Южной Америке эволюционировали, чтобы питаться зловонным мясом на десятки миллионов лет раньше, чем считалось.

Питание гниющими трупами или падалью, известное как некрофагия, характерно для многих видов, включая мух, гиен и стервятников. Вопрос о том, когда жуки перешли на такую диету, давно обсуждается. С 1966 года преобладает гипотеза о том, что некрофагия возникла совсем недавно, где-то между 130 000 и 12 000 лет назад, в Южной Америке. Считалось, что, поскольку крупные животные на континенте вымерли из-за изменения климата и чрезмерной охоты со стороны человека, у жуков стало меньше навоза, и им пришлось перейти на падаль.

Другие ученые скептически отнеслись к этому предположению, поскольку исчезновение мегафауны Южной Америки произошло совсем недавно. Навозным жукам пришлось бы выработать нужные ферменты в кишечнике и сенсорные механизмы, чтобы перейти на падаль, что в эволюционном масштабе времени произошло бы в мгновение ока.

Пролить свет на этот переход было непросто, поскольку жуки плохо сохраняются в окаменелостях и редко встречаются в Южной Америке, где обитает наибольшее количество ныне живущих жуков-некрофагов. Самый древний из подтвержденных навозников был найден в янтаре возрастом 53 миллиона лет во Франции, но в образце нет никаких намеков на пищевые предпочтения.

«Однако выводковые шарики жуков — шары из навоза, которые взрослые особи строят для защиты и питания своего потомства, окаменели и позволяют удивительно близко познакомиться с жизнью этих древних насекомых», — говорит биолог Лилиана Кантиль (Liliana Cantil) из Аргентинского музея естественных наук имени Бернардино Ривадавии, ведущий автор нового исследования.

Точно так же, как холодильная камера для мяса или погреб могут отличаться по своей планировке в зависимости от того, какие продукты в них хранятся, архитектурные особенности выводковых шариков могут рассказать о рационе жуков и о том, чем они кормили своих личинок.

Кантил объясняет, что у шаров жуков-навозников есть внешняя структура и внутренняя камера, где личинки питаются непосредственно навозом. У жуков-некрофагов шарики имеют дополнительный выступ над внешней стенкой, на который личинки садятся на небольшом расстоянии, чтобы питаться находящейся поблизости падалью.

Кантиль и ее коллеги проанализировали 5340 окаменелых выводковых шаров из девяти горных пород, обнаруженных в Аргентине, Чили, Уругвае и Эквадоре за последние 50 миллионов лет. Они нашли выводковые шары с характерным насестом, возраст которых составляет 37,7 миллиона лет. Это свидетельствует о том, что переход к некрофагии произошел задолго до того, как начала исчезать южноамериканская мегафауна.

Они также обнаружили, что самые ранние скопления трупоедов появились в то время, когда было много пастбищ и жуков-навозников. Это позволяет предположить, что трупоедение возникло, когда вокруг было много навоза.

Новые результаты согласуются с результатами анализа 2020 года. В ходе анализа были сопоставлены геномы 74 различных жуков-скарабеев, и был сделан вывод, что группа жуков-некрофагов должна была появиться 35–40 миллионов лет назад где-то в Южной Америке.

Другие недавние исследования показали, что обширные пастбищные угодья впервые появились в Патагонской низменности около 45 миллионов лет назад. В совокупности эти данные рисуют новую картину того, как развивалась некрофагия в Южной Америке. Открытые пастбища в этом регионе способствовали процветанию разнообразной мегафауны, которая оставляла после себя много навоза, необходимого для жизнедеятельности жуков-некрофагов. Но по мере увеличения численности жуков росла и конкуренция за ресурсы, что привело к тому, что некоторые виды перешли к некрофагии.

Травоядные млекопитающие служили источником навоза для жуков, питающихся навозом при жизни, а после смерти становились падалью для видов-некрофагов.

Чем еще примечательны жуки-скарабеи и почему им поклонялись в Древнем Египте, читайте в тексте.