Owady żyją wszędzie, tylko nie w morzach. Dlaczego?

Owady odniosły olbrzymi sukces ewolucyjny na lądach. Bezkręgowce te zamieszkują nawet ekstremalne środowiska, a ich łączna masa jest największa spośród wszystkich zwierząt lądowych. Mimo przystosowań, które pozwalają im zasiedlać alpejskie lodowce i gorące źródła, jedynie nieliczne owady żyją w środowisku morskim, wśród nich nartniki z rodzaju Halobates. Kwestia ta od wielu lat stanowi przedmiot badań, a biologiczni przodkowie owadów właśnie stamtąd pochodzą.

Według hipotezy przedstawionej przez badaczy z Uniwersytetu Metropolitalnego w Tokio, rozwiązanie tej zagadki kryje się w genetyce ewolucyjnej. Na łamach czasopisma "Physiological Entomology" podkreślili oni rolę jednego, unikalnego dla owadów genu, który odpowiada za wytwarzanie multimiedziowej oksydazy-2 (MCO2) - enzymu pozwalającego owadom utwardzać pancerzyki z wykorzystaniem tlenu. Na lądzie, gdzie pierwiastka jest pod dostatkiem, mechanizm ten zapewnia im ewolucyjną przewagę, ale nie w słabiej natlenionych morskich wodach.

Autorzy badania porównują tę metodę budowania szkieletu zewnętrznego z mechanizmem wykorzystywanym przez ich kuzynów z kladu (grupy organizmów wywodzących się od wspólnego przodka) Pancrustacea, czyli skorupiaków. Zwierzęta te utwardzają pancerze za pomocą wapnia obecnego w wodzie morskiej, jednak na lądzie jego dostępność jest bardziej ograniczona.

Sam mechanizm budowania pancerza nie jest jedynym czynnikiem, który wpływa na sukces owadów na lądach. Utwardzony tlenem oskórek jest bowiem nie tylko sztywny, ale i lekki. Naukowcy postulują, że to za jego sprawą owady zyskały zdolność do wspinania się, szybowania i latania. Pozwoliło im to na zajęcie wielu pustych nisz w ekosystemie, co napędziło ich rozprzestrzenianie się na świecie. Dla porównania, uwapnione pancerze skorupiaków są znacznie gęstsze i cięższe.

Badacze wyjaśniają, że chociaż owady nie są jedynymi stawonogami, które przystosowały się do życia na lądzie, MCO2 na pewno im to ułatwiło. Obecność kodującego go genu może być nawet jedną z cech definiujących owady. Autorzy oceniają, że ich badania dają nowe spojrzenie na rolę, jaką mechanizmy utwardzania pancerza mogą odgrywać w ewolucji owadów i ich wyjścia na ląd.