Представители семейства Miridae, или клопы-слепняки, хорошо известны благодаря всесветному распространению и широкой представленности во всех ярусах растительных сообществ. Это крупнейшее семейство отряда настоящих полужесткокрылых (Heteroptera) включает более 11 000 видов в мировой фауне (Schuh, 2002—2013; Cassis & Schuh, 2012), что в два раза превышает число рецентных видов млекопитающих. При этом чуть менее 20% видов были впервые описаны за последние 20 лет (Schuh, 1995), а значительное число доступных в коллекциях видов остаются не описанными (Cassis, 2008; Leon & Weirauch, 2015; Schuh & Schwartz, 2015). Среди насекомых с неполным превращением эта группа уступает по числу видов только цикадкам (Cicadellidae). Клопы-слепняки играют огромную роль в наземных экосистемах как сосущие насекомые, фито-, зоо- и фитозоофаги. Среди фитофагов имеются серьезные вредители сельскохозяйственных культур и лесных насаждений, в то время как зоофаги успешно используются в биоконтроле (Wheeler, 2001; Castañé et al., 2013). Более 60% видов клопов-слепняков -- узкие олигофаги или монофаги, трофически строго связанные с различными таксонами цветковых растений (Cassis & Schuh, 2012). Очевидно, что эволюционный успех группы во многом обусловлен тесными трофическими связями и параллельной эволюцией с растениями.
Всесветное распространение, высокая численность, относительная легкость сбора, приуроченность к определенным видам растений или типам растительности в сочетании с чувствительностью к нарушениям сообществ, делают клопов-слепняков превосходными потенциальными индикаторами и модельной группой в мониторинговых исследованиях биоразнообразия (Fauvel, 1999).
Более того, значительный прогресс в реконструкции филогении отдельных клад (Schwartz, 2008; Menard et al., 2014; Namyatova et al., 2016), а также накопленная, оцифрованная и систематизированная в реляционной базе данных информация о биологии и распространении видов слепняков (Schuh, 2012; Konstantinov et al., 2013, 2015, 2016; Namyatova & Cassis, 2016a, b, c), делает эту группу крайне перспективной для выявления общих эволюционных закономерностей.
В частности, популярная теория о том, что переход членистоногого-фитофага к питанию на новом кормовом растении может приводить к видообразованию и, соответственно, является принципиально важным эволюционным фактором (Ehrlich & Raven, 1964; Thompson, 1994), остро нуждается в подтверждении эмпирическим материалом (Suchan & Alvarez, 2015). Детально задокументированные данные о пищевой приуроченности большинства палеарктических видов, позволяют количественно тестировать гипотезу о сопряженной эволюции методами сравнительной филогенетики. Возможность выполнения этих исследований на материале по клопам-слепнякам определяют высокую актуальность представленного проекта.
Проект был направлен на решение актуальных вопросов эволюции и филогении Miridae, а также вопросов, связанных с сопряженной эволюцией фитофагов и их прокормителей в целом. В ходе проекта было запланировано решение следующих задач:
1. Реконструкция филогении базальных клад семейства -- подсемейств Isometopinae и Cylapinae на основе молекулярных и морфологических данных.
2. Уточнение разработанные на предыдущих этапах работы филогенетических реконструкций для подсемейств Bryocorinae и Phylinae за счет включения в анализ ранее не исследованных таксонов.
3. Характеристика кладогенетического сигнала и темпов морфологической эволюции на основе полученных нами деревьев. Выявление статистически достоверных корреляций между эволюцией отдельных морфологических структур модельных видов и их положением на филогенетических деревьях полученных молекулярными методами, а также корреляции между состояниями самих морфологических признаков с целью выявления эволюционно устойчивых комплексов признаков.
4. Проведение количественного анализа кормовых связей клопов-слепняков и их прокормителей методами количественной филогенетики.
Коллектив авторов значительно продвинулся в понимании филогении как базальных (Isometopinae, Cylapinae), так и продвинутых (Bryocorinae, Phylinae, Mirinae) подсемейств клопов-слепняков (Hemiptera: Miridae). Завершена реконструкция филогении трибы Rhinomirini с особым вниманием к комплексу родов Rhinocylapus на основе морфологических и молекулярных данных. Показано, что в трибе Rhinomirini (Cylapinae) результаты единого анализа превосходят таковые при раздельном анализе молекулярных и морфологических данных. Создан общий синопсис представителей и ключ для определения родов этой группы. Достигнут значительный прогресс в реконструкции филогении подсемейства Isometopinae, подтверждающий монофилию основных триб и самого подсемейства. Подготовлена монографическая сводка по трибе Eccritotarsini фауны Индии и Цейлона. На основе как молекулярных, так и морфологических данных, показана немонофилетичность триб Cremnorrhinini, Exaeretini и Phylini sensu Menard et al. (2014) из обширного подсемейства Phylinae. Проведен филогенетический анализ Lygus-комплекса, основанный на молекулярных данных с включением 124 таксонов. Исследование кормовой приуроченности на основе обработки>52000 экземпляров подсемейства Phylinae и >30000 экземпляров Orthotylinae показало, что виды первого подсемейства в основном трофически связаны с порядками Caryophyllales, Asterales и Fabales, тогда как виды Orthotylinae – с Asterales, Poales и Rosales. Около 75 % видов филин и ортотилин – монофаги, отмеченные лишь с одного вида растений. При этом число видов, ограниченных в кормовых связях одним семейством растений, достигает 85 %. Молекулярные данные по изученным нами видам (>200), поступившие в ГенБанк, равно как и доступные через веб-интерфейс нашей базы данных изображения ключевых морфологических структур, заложили основу для дальнейших исследований по филогении и эволюции мировой фауны семейства. Кроме того, по результатам исследований этого проекта мы нашли и описали четыре новых рода и 18 новых для науки видов.
Ф.В. Константинов и А.А. Намятова: Сбор новых материалов для молекулярного анализа. Выравнивание полученных последовательностей. Суммирование и обработка данных по нуклеотидным последовательностям молекулярных маркеров, полученных в ходе проекта и заимствованных из ГенБанка. Филогенетический анализ с использованием методов максимальной парсимонии, максимального правдоподобия и Байесова анализа. Анализ полученных топологий как по отдельным генам, так и для всего набора данных. Анализ особенностей морфологической эволюции и выявление синапоморфий отдельных клад. Подготовка описаний новых таксонов и написание статей.
В.Д. Тыц: Сбор новых материалов для молекулярного анализа. Экстракция, постановка ПЦР, обработка полученных последовательностей по подсемейству Cylapinae и документирование ключевых морфологических черт с использованием световой и сканирующей микроскопии. Проведение филогенетического анализа Cylapinae и активное участие в написании статьи.
Ш.З. Давлетшин: Сбор новых материалов для молекулярного анализа. Экстракция ДНК из полученных образцов Bryocorinae и Mirinae, ПЦР-амплификация и отправка ПЦР-амплификатов на секвенирование в ЗАО "Евроген Ру" (Москва). Анализ первичных хроматограмм и сборка контигов. Документация строения отдельных черт строения методами сканирующей и конфокальной микроскопии.
Н.А. Зайцева: сортировка спиртовых сборов, монтирование сухого материала, этикетирование и ведение базы данных по новым образцам.
