Wageningse onderzoekers dichter bij het oplossen van het raadsel rond de evolutie van insecten

Met tegenwoordig zo'n 40.000 soorten vormen de Polyneoptera een van de belangrijkste afstammingslijnen van gevleugelde insecten (Pterygota). “Het ontstaan van vleugels bij insecten is een belangrijke macro-evolutionaire gebeurtenis. Vleugels zijn een van de redenen waarom insecten zo succesvol zijn. Dit onderzoek brengt ons dichter bij het oplossen van de mysteries van de insectenevolutie. Alleen met een betrouwbare fylogenetische reconstructie, een onderzoek naar de evolutionaire geschiedenis en relaties tussen organismen, kunnen we bestuderen hoe insectensoorten ecosystemen beïnvloeden en onze natuurlijke bronnen in stand houden of in gevaar brengen. Dit wordt steeds belangrijker en dringender, vanwege de toename van zogeheten ‘plaagsoorten’ maar ook vanwege de dramatische afname van andere insecten door menselijke invloed”, aldus universitair docent Sabrina Simon.

Evolutie van gevleugelde insecten

Over veel belangrijke aspecten van de evolutie van de Polyneoptera, zoals hun fylogenetische relaties, veranderingen in hun uiterlijk, habitatvoorkeuren en sociaal gedrag, was niet veel bekend. Daarmee bleef hun evolutie een groot raadsel in het wetenschappelijke onderzoek naar insecten. Deze onduidelijkheden hadden ook directe gevolgen voor ons inzicht in de evolutie van gevleugelde insecten in het algemeen, bijvoorbeeld wat betreft de oerhabitats van volwassen en juveniele insecten. Onderzoekers van Wageningen University & Research hebben deze problemen aangepakt met een grootschalige fylogenomische analyse.

Bijtende monddelen en verharde voorvleugels

Sabrina Simon: “De resultaten uit ons onderzoek duiden erop dat de laatste gemeenschappelijke voorouder van de Polyneoptera en van de gevleugelde insecten zijn hele leven doorbracht op land, wat impliceert dat vleugels niet zijn geëvolueerd in een aquatische omgeving. Het is ons gelukt het mogelijke uiterlijk van deze voorouder te reconstrueren. Het uiterlijk van het eerste insect van de Polyneoptera (meer dan 300 miljoen jaar geleden) had voornamelijk oerkenmerken, zoals lange gesegmenteerde aanhangsels aan het abdomen en bijtende monddelen die onder het kopkapsel werden gehouden.” Deze voorouder leefde in nauw contact met de bodem, wat verschillende specialisaties opleverde, zoals verharde voorvleugels.

Leven op planten

Binnen de Polyneoptera schakelden echter meerdere groepen los van elkaar over op een leven op planten. De onderzoekers ontdekten dat, in tegenstelling tot een eerdere hypothese, de Polyneoptera van oudsher geen sociaal gedrag vertoonden. Andere eigenschappen, zoals de bijtende monddelen, bleven nagenoeg gelijk, uniek onder de belangrijkste afstammingslijnen van gevleugelde insecten.

De publicatie was het resultaat van een internationaal gezamenlijk onderzoek binnen het 1KITE-project (1,000 Insect Transcriptome Evolution) en is online verschenen in de Latest Articles van PNAS.