Międzynarodowy zespół naukowców odkrył nieznany wcześniej wymarły gatunek mrówek zamknięty w unikalnym kawałku bursztynu z Afryki. Wykorzystując rentgenowskie źródło światła PETRA III w Niemieckim Synchrotronie Elektronowym (DESY) w Hamburgu, naukowcy z Uniwersytetu Friedricha Schillera w Jenie, Uniwersytetu w Rennes we Francji, Uniwersytetu Gdańskiego w Polsce oraz Helmholtz-Zentrum Hereon w Geesthacht w Niemczech zbadali krytyczne szczątki 13 pojedynczych zwierząt w bursztynie i zdali sobie sprawę, że nie można ich przypisać żadnemu wcześniej znanemu gatunkowi.
Nazwa nadana nowemu gatunkowi i rodzajowi to „†Odezwij się tutaj gen. i sp. listopad.” W ten sposób naukowcy oddają cześć dwóm zaangażowanym instytucjom badawczym — DESY i Hereon — które znacząco przyczyniły się do tego odkrycia za pomocą nowoczesnych technik obrazowania. Ostatecznie zidentyfikowanie nowego gatunku i rodzaju było możliwe jedynie poprzez połączenie obszernych danych fenotypowych ze skanów i ostatnich wyników analiz genomu żywych mrówek. Zespół informuje o swoim odkryciu w czasopiśmie badawczym Insects.
Ponerinae zamiast Aneuretinae
Wstępne porównania anatomiczne doprowadziły naukowców do postawienia hipotezy, że zwierzęta należały do gatunku Aneuretinae, prawie wymarłej podrodziny mrówek znanej do tej pory tylko ze skamieniałości i pojedynczego żyjącego gatunku ze Sri Lanki. Ale zrewidowali tę identyfikację dzięki obrazom o wysokiej rozdzielczości uzyskanym za pomocą synchrotronowej mikrotomografii komputerowej.
„Złożony segment talii i duże, ale prymitywne żuchwy – aparat gębowy – są nam bardziej znane z Ponerinae, dominującej grupy drapieżnych mrówek” – mówi Brendon Boudinot, który obecnie pracuje na Uniwersytecie w Jenie w ramach stypendium badawczego Humboldta . „Z tego powodu przypisaliśmy nowy gatunek i rodzaj do tej podrodziny, mimo że ma ona wyjątkowy wygląd, ponieważ długa talia i nieskrępowany brzuch bardziej przypominają Aneuretinae”.
Obecne wyniki badań również przyczyniają się do umieszczenia samców mrówek w centrum zainteresowania badań ewolucyjnych. „Ponieważ mają tak inny kształt ciała w porównaniu do mrówek robotnic, z których wszystkie są samicami, badania zaniedbywały je przez długi czas. Dzieje się tak dlatego, że samce są po prostu zbyt często pomijane, ponieważ nie można ich właściwie sklasyfikować” – mówi ekspert od mrówek, Boudinot. „Nasze wyniki nie tylko aktualizują literaturę na temat identyfikacji samców mrówek, ale także pokazują, że dzięki zrozumieniu specyficznych cech samców, takich jak charakterystyczny dla płci kształt żuchwy, możemy dowiedzieć się więcej o ewolucyjnych wzorcach samic mrówek”.
Dzieje się tak dlatego, że w obecnym badaniu naukowcy zidentyfikowali podstawowy wzorzec występujący u wszystkich mrówek, a mianowicie, że żuchwy samców i samic rozwijają się w ten sam sposób u większości gatunków, nawet jeśli wyglądają bardzo różnie.
Unikalny bursztyn
Datowanie znaleziska również postawiło naukowców przed pewnymi wyzwaniami, ponieważ sam bursztyn jest tak wyjątkowy, jak żyjące w nim organizmy. „Kawałek z tymi mrówkami pochodzi z jedynego jak dotąd złoża bursztynu w Afryce, w którym występują skamieniałe organizmy w inkluzjach. W sumie istnieje tylko kilka owadów kopalnych z tego kontynentu. Chociaż bursztyn był od dawna używany jako biżuteria przez mieszkańców regionu, jego znaczenie naukowe stało się jasne dla naukowców dopiero w ciągu ostatnich 10 lat” – wyjaśnia Vincent Perrichot z Uniwersytetu w Rennes.
„Okaz oferuje zatem wyjątkowy obecnie wgląd w starożytny ekosystem leśny w Afryce”. Pochodzi z wczesnego miocenu i ma od 16 do 23 milionów lat, mówi Perrichot. Skomplikowane datowanie było możliwe tylko pośrednio, poprzez określenie wieku skamieniałych palinomorfów — zarodników i pyłków — zawartych w bursztynie.
Nowoczesne metody patrzenia w odległą przeszłość
Takie wyniki badań są możliwe tylko dzięki zastosowaniu najnowocześniejszej technologii. Ponieważ materiału genetycznego skamielin nie można analizować, szczególnie ważne są dokładne dane i obserwacje dotyczące morfologii zwierząt. Kompleksowe dane można uzyskać za pomocą technik obrazowania o wysokiej rozdzielczości, takich jak mikrotomografia komputerowa (CT), w której do przejrzenia wszystkich warstw próbki wykorzystuje się promieniowanie rentgenowskie.
„Ponieważ mrówki zamknięte w bursztynie, które mają być zbadane, są bardzo małe i wykazują bardzo słaby kontrast w klasycznej tomografii komputerowej, tomografię wykonaliśmy na naszej stacji pomiarowej, która specjalizuje się w takiej mikrotomografii”, wyjaśnia Jörg Hammel z Helmholtz-Zentrum Hereon. „Dostarczyło to naukowcom stosu obrazów, które w zasadzie pokazywały badaną próbkę kawałek po kawałku”.
Łącznie dało to szczegółowe, trójwymiarowe obrazy wewnętrznej struktury zwierząt, które naukowcy mogli wykorzystać do precyzyjnej rekonstrukcji anatomii. To był jedyny sposób na dokładne zidentyfikowanie szczegółów, które ostatecznie doprowadziły do określenia nowego gatunku i rodzaju.
Badanie pierwotnie opublikowane w dniu MDPI (Multidyscyplinarny Instytut Wydawnictw Cyfrowych). 01 września 2022 r.
