Санкт-Петербургские биологи обнаружили первый ископаемый вид муравьев рода Manica

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета нашли в кусочке янтаря в Калининграде муравья рода Manica. Различные виды, относящиеся к этому роду, обитают в горах Европы, Кавказа, Северной Америки и Японии. Возраст находки, как отмечают ученые, около 33,9–37,8 млн лет. Это самый древний и, кроме того, первый известный ископаемый вид данного рода. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Insects.

Manica — род муравьев длиной около 5–6 мм, в настоящее время обитающих исключительно в горных регионах. До исследования биологов Санкт-Петербургского университета было известно шесть современных видов рода Manica, четыре из которых обитают в западной части Северной Америки, один — в Японии и еще один — в горах Европы и Кавказа. История их существования насчитывает около 40 млн лет. Ученым СПбГУ удалось обнаружить представителя рода Manica в балтийском янтаре, найденном в Калининграде — там, где раньше эти муравьи не были замечены.

Ученые предполагают, что род Manica возник в Северной Америке, которая в эпоху эоцена (от 56 млн до 33,9 млн лет назад) соединялась с Евразией сухопутными коридорами: на западе — через Берингию с Азией, а на востоке — через Тулеанский мост с Европой.

Вероятно, один из предковых видов, попав из Америки в Азию через Берингию, образовал современный вид Manica yessensis, обитающий в горах Японии. Другая часть предков отправилась на восток, и через Тулеанский мост на севере Атлантики попала в начале эоцена в Европу, где ученые и обнаружили новый ископаемый вид Manica andrannae.

В пользу этой гипотезы говорит большое количество исследований, показывающих, что европейская фауна этого периода развивалась изолированно от азиатской — в эоцене Европу и Азию разделяло море Тетис, служившее непреодолимой преградой расселению животных. Кроме того, в балтийском янтаре и раньше находили ископаемых насекомых, близких к современным из Нового Света. Например, в 2022 году биологи СПбГУ впервые среди ископаемых муравьев эоценового возраста нашли и описали другой новый вид муравьев — Dolichoderus jonasi — близкий к видам, распространенным в Южной и Центральной Америке.

Классифицировать находку смогли благодаря детальному анализу морфологических признаков, используя современный метод компьютерной микротомографии. Ученым удалось детально оцифровать муравья и создать его 3D-модель, что позволило полностью изучить все признаки ископаемого, игнорируя при этом другие попавшие в янтарь элементы, мешавшие изучению образца,— например, растительные остатки или пузырьки воздуха.

Исследование было проведено с использованием ресурсных центров Научного парка СПбГУ: центра микроскопии и микроанализа и центра «Рентгенодифракционные методы исследования».

Дмитрий Дубовиков, кандидат биологических наук, доцент кафедры прикладной экологии СПбГУ:

— Где именно нашли янтарь с новым видом?

— Он был обнаружен в коллекции инклюзов (ископаемых остатков различных живых организмов, оставшиеся в янтаре) Калининградского музея янтаря и во время нашего визита в музей любезно предоставлен сотрудниками для его дальнейшего изучения в Санкт-Петербургском государственном университете.

— Это были запланированные поиски или случайная находка?

— Данный экземпляр до наших исследований находился в коллекции среди неопределенного (неидентифицированного) материала и был обнаружен исследователями из СПбГУ, а затем сразу отнесен к новому виду.

Дальнейшие детальные исследования необходимо было проводить на оборудовании Научного парка СПбГУ, которое позволило провести специальную обработку найденного янтаря, сделать фотографии находки в высоком разрешении, а также провести компьютерную микротомографию.

— Почему решили искать именно в музейных запасниках?

— Визит в Калининградский музей янтаря был запланирован заранее, так как музей имеет большие коллекции инклюзов, при этом коллекция инклюзов муравьев была практически не отсортирована и не определена. Это привлекло наше внимание и вызвало интерес к данной коллекции. Сейчас мы продолжаем изучение образцов, и, уверен, нас ждет еще не одна интересная находка.

— Как работает микротомография?

— Рентгеновская компьютерная микротомография — это современный неразрушающий метод изучения биологических и геологических объектов. Особой популярностью он пользуется при изучении включений в ископаемых смолах, так как позволяет «заглянуть внутрь» янтаря и получить наиболее полные данные о строении изучаемого объекта — оставшегося там живого организма.

В отличие от медицинских томографов исследовательские сканеры позволяют получить гораздо большее разрешение — в несколько микрон или в случае нанотомографа даже долей микрона.

В основе метода лежит сканирование объекта в рентгеновском пучке при повороте объекта на 360 градусов. Таким образом удается получить виртуальные срезы (сечения) объекта, которые позже реконструируются в 3D-модель.

Часто при изучении объектов в световой микроскоп детальному исследованию мешают сторонние включения (пузырьки воздуха, растительные остатки и различный «мусор») или трещины, которые создают сильное оптическое искажение. Микротомография позволяет этого избежать.

— Что еще исследуют с помощью этой технологии?

— Данный метод очень широко применяется в различных областях науки, его используют для изучения внутреннего строения без препарирования и повреждения объекта в биологии, геологии и, конечно, активно применяют в палеонтологии. А также в археологии, для изучения мумий, например, хотя там все же чаще используют крупные медицинские сканеры.

Подготовила Ольга Грибова