Een internationaal team van wetenschappers heeft een voorheen onbekende uitgestorven mierensoort ontdekt, ingekapseld in een uniek stukje barnsteen uit Afrika. Met behulp van de röntgenlichtbron PETRA III bij de Duitse Electron Synchrotron (DESY) in Hamburg, hebben de onderzoekers van de Friedrich Schiller Universiteit Jena, de Universiteit van Rennes in Frankrijk, de Universiteit van Gdansk in Polen, evenals het Helmholtz-Zentrum Hereon in Geesthacht, Duitsland, had de kritieke fossiele resten van 13 individuele dieren in de barnsteen onderzocht en realiseerde zich dat ze niet konden worden toegeschreven aan een eerder bekende soort.
De naam die aan de nieuwe soort en het geslacht wordt gegeven is “†Desyopone here on gen. en sp. nov.” Op deze manier eren de wetenschappers de twee betrokken onderzoeksinstellingen - DESY en Hereon - die met behulp van moderne beeldvormingstechnieken aanzienlijk hebben bijgedragen aan deze vondst. Uiteindelijk was het alleen mogelijk om de nieuwe soort en het geslacht te identificeren door de combinatie van uitgebreide fenotypegegevens van scans en recente bevindingen van genoomanalyses van levende mieren. Het team rapporteert over zijn ontdekking in het onderzoekstijdschrift Insects.
Ponerinae in plaats van Aneuretinae
Eerste anatomische vergelijkingen brachten de wetenschappers ertoe te veronderstellen dat de dieren een soort van Aneuretinae waren, een bijna uitgestorven onderfamilie van mieren die tot nu toe alleen bekend was door fossielen en door een enkele levende soort uit Sri Lanka. Maar ze hebben deze identificatie herzien dankzij de hoge resolutiebeelden verkregen door synchrotron micro-computertomografie.
"Het complexe taillesegment en de grote maar rudimentaire kaken - de monddelen - zijn ons meer bekend van de Ponerinae, een dominante groep roofmieren", zegt Brendon Boudinot, die momenteel aan de Universiteit van Jena werkt aan een Humboldt Research Fellowship . "Om deze reden hebben we de nieuwe soort en het nieuwe geslacht aan deze onderfamilie toegewezen, ook al heeft het een uniek uiterlijk, omdat de lange taille en het overigens niet ingesnoerde achterlijf meer doet denken aan de Aneuretinae."
De huidige onderzoeksresultaten dragen er ook toe bij om mannelijke mieren meer in de schijnwerpers te zetten van evolutionair onderzoek. “Omdat ze zo’n andere lichaamsvorm hebben dan de werkmieren, die allemaal vrouwelijk zijn, heeft onderzoek ze lange tijd verwaarloosd. Dat komt omdat mannetjes simpelweg te vaak over het hoofd worden gezien omdat ze niet goed kunnen worden geclassificeerd”, zegt mierenexpert Boudinot. "Onze resultaten actualiseren niet alleen de literatuur over het identificeren van mannelijke mieren, maar laten ook zien dat we door het begrijpen van mannelijke specifieke kenmerken, zoals de geslachtsspecifieke vorm van de onderkaak, meer kunnen leren over de evolutionaire patronen van vrouwelijke mieren."
Dit komt doordat de onderzoekers in de huidige studie een fundamenteel patroon hebben geïdentificeerd dat bij alle mieren voorkomt, namelijk dat mannelijke en vrouwelijke onderkaken bij de meeste soorten hetzelfde ontwikkelingspatroon volgen, ook al zien ze er heel anders uit.
Uniek barnsteen
Het dateren van de vondst stelde de wetenschappers ook voor een aantal uitdagingen, aangezien de barnsteen zelf net zo uniek is als de organismen erin. “Het stuk met deze mieren is van de enige barnsteenafzetting in Afrika tot dusver met fossiele organismen in insluitsels. Alles bij elkaar zijn er maar een paar fossiele insecten van dit continent. Hoewel barnsteen al lang als sieraad wordt gebruikt door de lokale bevolking in de regio, is de wetenschappelijke betekenis ervan pas de afgelopen 10 jaar duidelijk geworden voor onderzoekers”, legt Vincent Perrichot van de Universiteit van Rennes uit.
"Het exemplaar biedt daarom wat momenteel een uniek inzicht is in een oud bosecosysteem in Afrika." Het dateert uit het vroege Mioceen en is 16 tot 23 miljoen jaar oud, zegt Perrichot. De ingewikkelde datering was alleen indirect mogelijk, door de ouderdom van de fossiele palynomorfen - de sporen en het stuifmeel - ingesloten in de barnsteen te bepalen.
Moderne methoden om in het verre verleden te kijken
Onderzoeksresultaten zoals deze zijn alleen mogelijk door gebruik te maken van state-of-the-art technologie. Aangezien het genetisch materiaal van fossielen niet kan worden geanalyseerd, zijn nauwkeurige gegevens en observaties over de morfologie van dieren bijzonder belangrijk. Uitgebreide gegevens kunnen worden verkregen met behulp van beeldvormende technieken met hoge resolutie, zoals microcomputertomografie (CT), waarbij röntgenstralen worden gebruikt om door alle lagen van het monster te kijken.
"Aangezien de mieren die in barnsteen zijn ingesloten en die onderzocht moeten worden, erg klein zijn en slechts een zeer zwak contrast vertonen met klassieke CT, hebben we de CT uitgevoerd op ons meetstation, dat gespecialiseerd is in dergelijke microtomografie", legt Jörg Hammel van de Helmholtz-Zentrum Hereon. "Dit leverde de onderzoekers een stapel afbeeldingen op die in feite het monster dat werd bestudeerd, stukje voor stukje lieten zien."
Samen leverden deze gedetailleerde driedimensionale beelden op van de interne structuur van de dieren, die de onderzoekers konden gebruiken om de anatomie met precisie te reconstrueren. Dit was de enige manier om precies de details te identificeren die uiteindelijk leidden tot de bepaling van de nieuwe soort en het nieuwe geslacht.
De studie is oorspronkelijk gepubliceerd op MDPI (Multidisciplinair Digital Publishing Institute). September 01, 2022.
