Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты

Как же считаное число Hox-генов может управлять развитием сложнейшего организма? Примерно так же, как несколько министров управляют жизнью целой страны. Каждому министру подчиняется с десяток директоров департаментов, а у них, в свою очередь, тоже есть уйма подчиненных. Подобным образом регуляторный белок, который синтезируется при активации Hox-гена, проникая в клеточное ядро, включает сотни генов-регуляторов первого порядка, а их продукты запускают работу генов второго порядка. Возникает многоступенчатый каскад взаимодействий[12]. Достаточно внести изменения на одном из уровней, например скорректировать восприимчивость нескольких генов к Hox-белку, чтобы конечный результат получился совсем иным. В итоге число возможных сочетаний ног, сегментов и отделов тела у членистоногих зашкаливает. Чтобы как-то разобраться с этим чудовищным многообразием, отечественный зоолог Виктор Павлов создал даже периодическую систему членистоногих, но, надо сказать, она получилась совсем не такой стройной, как периодическая система Менделеева[13]. Это неудивительно, ведь, например, у особей некоторых видов многоножек количество ног и сегментов может различаться в два раза![14] На фоне этой вариабельности возникновение «раков с шестью ногами» – то бишь насекомых – не кажется чем-то из ряда вон выходящим. Может быть, когда мы будем знать больше о работе Hox-генов, мы сможем повторить этот процесс в пробирке, перепрограммировав эмбрион какого-нибудь ракообразного в примитивное шестиногое.

* * *

Пока научное сообщество не пришло к консенсусу, кого же именно из ракообразных следует считать предками насекомых. На эту роль пытались назначить самые разные группы, но наиболее популярными кандидатами считаются два класса ракообразных – жаброногие раки (Branchiopoda) и высшие раки (Malacostraca). Жаброногие – типичные обитатели пресноводных водоемов. К ним относятся «водяные блохи» дафнии и знаменитые своей древностью щитни. Если насекомые произошли от жаброногих, то их предки заселяли сушу в два этапа: сначала из моря они проникли в пресные воды и только потом оттуда стали выбираться на берег. Дополнительным стимулом к освоению суши для пресноводных жаброногих могли быть засухи, время от времени приводившие к пересыханию их родных озер и луж: тут уж хочешь не хочешь, а научишься жить без воды. Согласно другому сценарию родословная насекомых восходит к высшим ракам, к которым относятся всем известные креветки и крабы. В этом случае путь предковых насекомых напрямую пролегал из моря на сушу. Как это происходило, можно представить на примере талитрид (Talitridae) и мокриц (Oniscidea) – высших раков, которые перешли к наземному образу жизни, хотя и не смогли адаптироваться к нему так же хорошо, как насекомые.

Мне вспоминается раскаленный каменистый пляж недалеко от города Ульцинь в Черногории. Камни нагреты раскаленным полуденным солнцем так сильно, что по ним больно ходить босиком. Тем не менее прямо среди этих камней как ни в чем не бывало скачут небольшие рачки – так бойко, что я смог поймать одного из них только после нескольких попыток, хотя в тот день и не злоупотреблял пивом. Местные называют этих рачков «песчаными блохами», а ученым они известны как талитриды. В Черногории я наблюдал талитрид, живущих буквально в паре метров от уреза воды, однако в Южном полушарии встречаются полностью сухопутные виды, которые обитают в лесной подстилке или под камнями в сотнях километров от моря. В похожих биотопах живут и мокрицы – еще одна разновидность сухопутных высших раков. Несмотря на свою сухопутность, мокрицы так и не смогли полностью приспособиться к открытым пространствам – они любят влагу и ненавидят прямой солнечный свет. Когда летним утром я прихожу на работу в институт, на низенькой, залитой солнцем бетонной ограде, окружающей палисадник у его входа, копошатся одни только муравьи. Но когда я ухожу домой поздно вечером (это происходит довольно часто, к неудовольствию моей жены), картина меняется. Поросшая мхом ограда становится царством мокриц: в ночной прохладе они шныряют туда-сюда, прямо как машины по Ленинскому проспекту напротив.