Новый для науки вид подёнок оказался единственным установленным на данный момент пресноводным насекомым, вызывающим биоэрозию силикатных горных пород. Представитель древнего отряда крылатых насекомых был открыт учёными Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова и Северного (Арктического) федерального университета в ходе работ по оценке пресноводных биоресурсов Мьянмы по запросу правительственных органов этой страны.
Насекомые обитают в бассейне реки Баго (центральная часть Мьянмы). Они встречаются там, где река прорывается сквозь скальные гряды, сложенные алевролитами (особая разновидность горной породы). В ущелье с бурным течением и порогами, внимание учёных привлекли скальные породы, поверхность которых была сплошь источена отверстиями. Отделив кусок алевролитовой плиты, они обнаружили внутри ходов личинок подёнок. Образцы пород, изрытые ходами этих насекомых, также были обнаружены в верхней части бассейна Баго.
Генетический и морфологический анализ показал, что это новый для науки вид подёнок, который назвали подёнка-камнеед (Languidipes lithophagus). Как отмечает руководитель научной группы, директор ФИЦКИА УрО РАН, член-корреспондент РАН Иван Болотов, к текущему моменту энтомологии были известны подёнки, прогрызающие ходы в древесине, но не в скальных породах.
Подёнки (народное название «однодневки») – древние насекомые, существующие сотни миллионов лет. Их личинки развиваются в пресных водоемах. Дальнейший жизненный цикл взрослого насекомого связан с воздушной средой. Описанный вид адаптировался к обитанию в горной реке, текущей в скальных ущельях.
– Это первое в мире пресноводное насекомое, способное разрушать скалы, и первое в мире животное, вызывающее эрозию твёрдых горных пород, но не имеющее морских родственников, а изначально сформировавшееся в пресноводной среде, – подчёркивает Иван Болотов.
Прежде наука связывала процессы биоэрозии исключительно с морями и океанами. Известно, что морские организмы в поисках убежища разрушают известняки и коралловые рифы. Биоэрозия оказывает значительное влияние на состояние морских побережий и круговорот биогенных и абиогенных веществ в природе. Например, коралловый песок образуется за счёт деятельности организмов, разрушающих рифы. Однако для пресноводных водоёмов этот процесс был неизвестен. Ещё буквально несколько лет назад считалось, что макробиоэрозия в пресной воде отсутствует как таковая.
Первый пресноводный организм, вызывающий эрозию силикатных пород, был обнаружен в 2018 году международной группой учёных в реке Каладан на северо-западе Мьянмы, в штате Ракхайн. Биологи предположили, что моллюск-бурильщик Lignopholas fluminalis, изначально был морским видом, но по мере тектонического подъёма и замещения морской воды пресной адаптировался к новой среде обитания . Дальнейшие исследования показали, что этот организм разрушает горные породы с помощью бактериальных симбионтов, извлекающих из породы марганец, что ведёт к её размягчению .
Годом позже группа американских учёных описала уникальных моллюсков (корабельных червей), разрушающих горные породы в небольшой реке на Филиппинах . Этот вид приспособился к жизни в кальцитовой гряде. Моллюски проедают ходы в кальците и им же питаются, переваривая камень с помощью бактерий-симбионтов.
В свою очередь, подёнки-камнееды Languidipes lithophagus стали третьим в мире видом пресноводных организмов, способных к бурению скальных пород.
– В статье мы выдвинули гипотезу о том, что все три вида пресноводных бурильщиков – моллюск-сверлильщик из Каладана, корабельный червь с Филиппин и подёнка-камнеед с Баго – произошли в группах беспозвоночных животных, адаптированных к бурению древесины. Это означает, что эволюционный переход от бурения древесины к бурению камней более прост, чем переход от свободного образа жизни к бурению камней. Этому способствуют определённые морфологические особенности. В частности, у подёнок есть массивные челюсти (мандибулы), которые работают как перфоратор. Корабельные черви наделены раковиной в виде сверла, а моллюски-бурильщики – конусовидной раковиной, вращая которую, они проделывают ходы в горных породах. Мы предполагаем, что в связи с недостатком затопленной древесины в местах обитания древесные бурильщики перешли к поиску убежищ и проделыванию ходов в новом субстрате – в скалах, – резюмирует Иван Болотов.
Научная статья опубликована в высокоимпактовом журнале npj Materials Degradation (Nature partner journal; издательская группа Nature):
Bolotov, I.N., Kondakov, A.V., Potapov, G.S., Palatov, D.M., Nyein Chan, Zau Lunn, Bovykina, G.V., Chapurina, Y.E., Kolosova, Y.S., Spitsyna, E.A., Spitsyn, V.M., Lyubas, A.A., Gofarov, M.Y., Vikhrev, I.V., Yapaskurt, V.O., Bychkov, A.Y., Pokrovsky, O.S. (2022) Bioerosion of siliceous rocks driven by rock-boring freshwater insects. npj Materials Degradation.
Личинка в процессе бурения
Карта бассейна реки Баго (светло-красная заливка).
Красными звездочками обозначены участки пресноводной
макробиоэрозии
Личинка во фрагменте алевролита
Образец породы, изрытый ходами насекомых
Подёнка-камнеед
(Languidipes lithophagus)
Примеры макробиоэрозии на реке Баго
