Из большого насекомого яйца не обязательно получится большое насекомое.
Мы уже как-то писали о том, от чего зависит форма и размер птичьих яиц: вопрос этот не так прост, как кажется, и одни исследователи говорят, что здесь всё зависит от того, любит ли птица летать, а другие полагают, что геометрия птичьих яиц зависит от того, где их откладывают и высиживают.
Яйца разных насекомых: слева – одной из дрозофил, Drosophila mimica; сверху – двупятнистого сверчка; справа – клопа из семейства Наземников, Oncopeltus fasciatus; снизу – бабочки Jamelnus evagoras. (Фото: Sam Church и Seth Donoughe / Harvard University)Открыть в полном размере
Такой же вопрос существует и в отношении яиц насекомых, у которых они еще более разнообразны и по форме, и по размерам. С одной стороны, можно предположить, что крупные яйца будут более вытянутыми, потому что крупному яйцу нужно больше кислорода, и для достаточного снабжения всего объёма кислородом форма должна быть более удлинённой – по геометрическим соображениям. С другой стороны, большие и удлинённые яйца должны удобнее укладываться в половых путях самки. С третьей стороны, интуитивно кажется, что размер яйца зависит от скорости развития и размеров самого насекомого, то есть что у больших насекомых должны быть большие яйца, и наоборот.
Чтобы проверить, так оно или не так, нужно проанализировать огромное количество данных по насекомым, которые, как известно, самые многочисленные из животных – число видов ныне живущих насекомых оценивают от 6 до 10 млн. Исследователи из Гарварда взяли лишь небольшую часть – чуть больше 6700 видов, но и для этого потребовалось создать специальный алгоритм, который среди моря энтомологической научной периодики искал бы научные публикации, где измерялись бы размеры насекомьих яиц. Таких замеров удалось собрать более 10 000, от крошечных яиц паразитоидной осы Platygaster vernalis, объём которых составляет всего 7×10-7 мм3, до яиц жука Bolboleaus hiaticollis, объём которых – 500 мм3. Разброс почти в восемь порядков; и если самое маленькое яйцо увеличить до размеров мяча для гольфа, то самое большое тогда было бы величиной с олимпийский плавательный бассейн.
Размеры и форму яиц сравнивали, учитывая самые разные факторы, от экологических особенностей среды обитания до эволюционного родства между разными видами. Результаты, опубликованные в Nature, оказались вполне неожиданными: геометрия яиц мало зависела от размеров взрослого насекомого. В целом у крупных насекомых яйца действительно крупнее, но если взять разные виды одного размера, то размеры их яиц могут отличаться на 3–4 порядка. Также нет явной связи между размерами яиц и скоростью развития. На яичную геометрию влияет что-то ещё, и среди самых влиятельных факторов здесь авторы работы указывают на экологию самих яиц – то есть на условия, в которых они живут и развиваются. В частности, если сравнить эндопаразитические виды, которые откладывают яйца в других насекомых, то у них крохотные размеры яиц и форма, напоминающая слезу, будет повторяться от вида к виду, хотя эндопаразитизм возникал среди насекомых независимо несколько раз. То же самое можно увидеть среди видов, которые откладывают яйца в воду.
Возможно, что общие геометрические параметры можно увидеть и среди яиц, которые откладывают на поверхность листьев, или внутрь фруктов – эти и другие варианты исследователи пока не проверяли. Пока что важно, что интуитивно кажущаяся естественной связь между размером яйца и размером взрослого организма оказалась вовсе необязательной: далеко не всегда из больших яиц получаются в итоге большие насекомые.
С другой стороны, можно вспомнить, что в жизни насекомых умещаются несколько стадий: яйцо, личинка, куколка, имаго; и порой эти стадии сильно отличаются по условиям обитания. И в таком случае яйцу естественнее стараться выжить здесь и сейчас, ориентируясь на те условия, которые окружают его самого, нежели на перспективу взрослой жизни в совсем другой среде.
Обсуждение