Почему тихоходки разделяют стратегию передвижения с гораздо более крупными насекомыми?

Маленькие тихоходки получили прозвище «водяные медведи», когда ученые впервые наблюдали характерную походку этих животных длиной 0,1 мм в 18 веке. Однако их походка поднимает вопрос, почему тихоходки вообще эволюционировали для ходьбы.

Такие маленькие животные редко имеют ноги и почти никогда не утруждают себя ходьбой. Например, круглые черви аналогичного размера и телосложения перемещаются, скользя своими тестообразными формами по непредсказуемым траекториям. Тем не менее, тихоходки настолько отличаются от других животных, что ученые были вынуждены отнести их к собственному типу, который использует восемь коротких ног, чтобы невероятным образом продвигаться через морские и пресноводные отложения.

В новое исследовании ученые проанализировали походку тихоходок и обнаружили, что водные медведи ходят по манере, наиболее близкой к походке насекомых, в 500 000 раз превышающей их размер. Открытие предполагает наличие либо общего предка, либо эволюционного преимущества, которое объясняет, почему одно из самых маленьких существ в мире эволюционировало, чтобы ходить, как более крупные насекомые.

«Тихоходки обладают надежной и четкой способностью передвигаться — они не эти неуклюжие существа, спотыкающиеся на ходу», — говорят ученые. «Сходство их стратегии передвижения со стратегией гораздо более крупных насекомых и членистоногих открывает несколько очень интересных эволюционных вопросов».

Ученые обнаружили, что при неспешном перемещении тихоходки переносят примерно половину длины тела в секунду. На полном ходу шаги переносят их на две длины тела за то же время. Но удивление пришло, когда ученые заметили, как ноги водяного медведя касаются земли, когда он набирает скорость. В отличие от позвоночных, у которых разные походки для каждой скорости (представьте копыта лошади, когда она переходит от шага к галопу), тихоходки перемещаются больше как насекомые, бегая с возрастающей скоростью, не меняя при этом свою основную схему шага.

«Когда позвоночные переключаются с ходьбы на бег, возникает разрыв, — говорят ученые. «У членистоногих все паттерны шага существуют в одном континууме».

Почему тихоходки разделяют стратегию локомоции с гораздо более крупными насекомыми?

 Смотрите также: Гипотезу панспермии проверили на тихоходках

Одно из возможных объяснений состоит в том, что тихоходки, долгое время считавшиеся не вписывающимися ни в одну из существующих таксономий, могут иметь общих предков с такими насекомыми, как плодовые мухи и муравьи. Фактически, некоторые ученые выступают за классификацию тихоходок в рамках предложенной клады панартропод, объединяющей группы, которая отводит общее пространство на полке насекомым, ракообразным, бархатным червям и водяным медведям.

Другая возможность состоит в том, что между тихоходками и членистоногими не существует наследственной связи, но что неродственные группы организмов независимо друг от друга выработали одни и те же стратегии ходьбы и бега, потому что они были эволюционно выгодными. Возможно, лучший способ перемещаться по непредсказуемой местности с микроскопическим телом — это бежать, как водяной медведь.

Помимо значения для эволюционной биологии и изучения передвижения животных, результаты могут иметь значения для растущей области микромасштабной робототехники.

Изучая, как маленькие животные эволюционировали, чтобы перемещаться в сложных условиях, ученые могут разработать роботов, которые могут более эффективно втискиваться в небольшие пространства или работать в микромасштабе.

Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.