Команда российских исследователей впервые описала подробную анатомию у миниатюрных пауков рода Rayforstia, чей размер не превышает 1 миллиметр. Сделав 3D-реконструкции систем органов этого паука, ученые пришли к выводу, что тенденции миниатюризации пауков отличаются от таковых у клещей и насекомых. Сравнение анатомического строения с более крупными пауками показало, что у миниатюрных и крупных представителей практически нет отличий, кроме большего относительного объема мозга Rayforstia, а также незначительного уменьшения некоторых систем органов. Полученные данные внесли большой вклад в понимание влияния миниатюризации на строение наземных членистоногих. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Scientific Reports.
Анатомия паука Rayforstia sp. (a) - Габитус самца Rayforstia, вид с боку; (b) – самка, световая микроскопия, вентрально, (c) – вид с боку; (d) - схема гистологических срезов, вид сверху; (e-g) гистологические срезы паука Rayforstia на разных уровнях. Обозначения: ant – антериально, dor – дорсально, lat - латерально; car - карапакс; ch - хелицера; cns,- центральная нервная система; egg, - яйцо; epg - эпигина; leg1–4 - конечности; mjasg - главные шелковые железы; oc - глаза; opist - опистосома; ova - яичник; pl - педипальпы; spr – паутинные бородавки. 3D-модели обрабатывались с помощью программы Blender 2.93.6 // Источник: Евгения Прописцова, биологический факультет МГУ
Миниатюризация – эволюционный процесс уменьшения размеров тела живых организмов. Это явление наблюдается у животных разных классов. Миниатюризация может быть следствием адаптации к условиям окружающей среды и необходима для улучшения поиска ресурсов.
Миниатюризация наблюдается и у пауков - отряда членистоногих, включающего в себя более 51000 видов. Они занимают самые разные экологические ниши: среди их представителей встречаются охотящиеся активно и из засады и даже вид, частично питающийся растительной пищей. Кроме того, пауки сильно различаются между собой по размерам. Так, например, пауки-птицееды семейства Theraphosidae имеют размах конечностей в 30 сантиметров, в то время как самые мелкие пауки, принадлежащие к семейству Symphytognathidae, имеют размер менее 0,5 миллиметра.
Сейчас активно ведутся исследования, посвященные влиянию миниатюризации на анатомию насекомых, ногохвосток и клещей. Однако миниатюризация у пауков была мало изучена несмотря на то, что это одна из самых больших по количеству видов групп паукообразных.
Команда исследователей под руководством заведующего кафедрой энтомологии биологического факультета МГУ Алексея Полилова решила подробно описать анатомию пауков из рода Rayforstia длиной всего в 900 микрометров (0,9 миллиметра). Ученые предположили, что миниатюризация не оказывает значительного влияния на анатомию пауков. Чтобы проверить эту гипотезу, проанализировали анатомию Rayforstia sp. с применением световой и конфокальной микроскопии, а также при помощи 3D-реконструкции различных систем органов этого паука. Ученые сравнили строение миниатюрного паука с более крупными, а также проанализировали особенности, связанные с миниатюризацией, у пауков, клещей и насекомых.
Выяснили, что одно из наиболее важных различий между Rayforstia sp. по сравнению с более крупными пауками - увеличенный относительный объем мозга (соотношение объема мозга к объему тела).
Для многих миниатюрных насекомых и клещей характерна редукция систем органов, то есть их утрата или упрощение их строения. Оказалось, что у паука Rayforstia sp. такого нет, все системы органов сохраняются, как у крупных представителей отряда. В то время как у клещей и насекомых наблюдается аллометрия (изменение относительных размеров органов при миниатюризации) репродуктивной системы, снижается количество мышц, у Rayforstia sp. относительного уменьшения этих систем не происходит.
Таким образом, ученые смогли подтвердить, что миниатюризация у пауков не имеет сильного влияния на их анатомию в отличие от миниатюризации у клещей и насекомых.
«Наше исследование позволило более полно взглянуть на миниатюризацию наземных членистоногих, а также расширить границы наших знаний об анатомии пауков, не перестающих нас удивлять», — подытожила Евгения Прописцова, первый автор исследования, младший научный сотрудник кафедры энтомологии биологического факультета.
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
