Ny fossil opdagelse viser, hvordan ældgamle helvedesmyrer jagede med hovedbeklædning

I resultater offentliggjort 6. august i tidsskriftet Aktuel biologi , forskere fra New Jersey Institute of Technology (NJIT), Det kinesiske videnskabsakademi og University of Rennes i Frankrig har afsløret et fantastisk 99 millioner år gammelt fossil, der uberørt har bevaret et gådefuldt insektrovdyr fra kridtperioden - en 'helvedesmyre' (haidomyrmecin) - da den omfavnede sit intetanende endelige offer, en uddød slægtning til kakerlakken kendt som Caputoraptor elegans.

Det gamle møde, låst inde i rav fundet fra Myanmar, giver et detaljeret indblik i en nyligt identificeret forhistorisk myreart Ceratomyrmex ellenbergeri, og præsenterer nogle af de første direkte beviser, der viser, hvordan den og andre helvedesmyrer engang brugte deres dræbende træk – og knipser deres bizarre, men dødbringende, le-lignende mandibler i en lodret bevægelse for at stifte byttet mod deres hornlignende vedhæng.

Forskere siger, at det sjældne fossil, der demonstrerer helvedesmyrens fødetilstand, tilbyder en mulig evolutionær forklaring på dens usædvanlige morfologi og fremhæver en vigtig forskel mellem nogle af de tidligste myreslægtninge og deres moderne modstykker, som i dag ensartet har munddele, der griber ved at bevæge sig sammen sideværts. Helvedes myrens slægt, sammen med deres slående rovdyrtræk, er mistænkt for at være forsvundet sammen med mange andre tidlige myregrupper i perioder med økologiske ændringer omkring Kridt-Paleogen-udryddelsen for 65 millioner år siden.

"Fossiliseret adfærd er yderst sjælden, især prædation. Som palæontologer, vi spekulerer om funktionen af ​​gamle tilpasninger ved hjælp af tilgængelig evidens, men at se et uddødt rovdyr fanget i færd med at fange sit bytte er uvurderligt, " sagde Phillip Barden, adjunkt ved NJITs Institut for Biologiske Videnskaber og hovedforfatter af undersøgelsen. "Denne forstenede prædation bekræfter vores hypotese for, hvordan helvedesmyres munddele fungerede ... Den eneste måde for byttedyr at blive fanget i et sådant arrangement er, at myrernes munddele bevæger sig op og ned i en retning, der er ulig den for alle levende myrer og næsten alle insekter."

"Siden den første helvedesmyre blev gravet frem for omkring hundrede år siden, det har været et mysterium, hvorfor disse uddøde dyr er så forskellige fra de myrer, vi har i dag, Barden tilføjede. "Dette fossil afslører mekanismen bag, hvad vi kunne kalde et 'evolutionært eksperiment, ' og selvom vi ser adskillige sådanne eksperimenter i fossiloptegnelsen, vi har ofte ikke et klart billede af den evolutionære vej, der førte til dem."

Driving Diversity of Hell Myrs og deres hovedbeklædning

Bardens hold foreslår, at tilpasninger til fangst af byttet sandsynligvis forklarer den rige mangfoldighed af mandibler og horn, der er observeret i de 16 arter af helvedesmyrer, der er identificeret til dato. Nogle taxaer med ubevæbnede, aflange horn som Ceratomyrmex greb tilsyneladende byttet udvendigt, mens andre helvedesmyrer som Linguamyrmex vladi, eller "Vlad the Impaler" opdaget af Barden og kolleger i 2017, mentes at have brugt et metalforstærket horn på hovedet til at spidde bytte - en egenskab, der potentielt blev brugt til at fodre på den indre væske (hæmolymfe) af insekter.

Barden siger, at de tidligste helvedesmyres forfædre først ville have fået evnen til at flytte deres munddele lodret. Det her, på tur, ville funktionelt integrere munddelene og hovedet på en måde, der var unik for denne uddøde slægt.

"Integration er en stærk formende kraft i evolutionær biologi ... når anatomiske dele fungerer sammen for første gang, dette åbner op for nye evolutionære baner, efterhånden som de to funktioner udvikler sig sammen, " forklarede Barden. "Konsekvenserne af denne innovation i mundpartsbevægelse med helvedesmyrerne er bemærkelsesværdige. Selvom ingen moderne myrer har horn af nogen art, nogle arter af helvedesmyre har horn belagt med takkede tænder, og andre som Vlad mistænkes for at have forstærket dets horn med metal for at forhindre, at dets eget bid spidder sig selv."

For at udforske yderligere, forskerne sammenlignede hoved- og munddelsmorfologien af ​​Ceratomyrmex og flere andre helvedesmyrearter (såsom hoved, horn og mandible størrelse) med lignende datasæt af levende og fossile myrearter. Holdet gennemførte også en fylogenetisk analyse for at rekonstruere evolutionære forhold mellem både kridt og moderne myrer. The team's analyses confirmed that hell ants belong to one of the earliest branches of the ant evolutionary tree and are each other's closest relatives. I øvrigt, the relationship between mandible and head morphology is unique in hell ants compared to living lineages as a result of their specialized prey-capture behavior. The analyses also demonstrated that elongated horns evolved twice in hell ants.

While the fossil has finally provided Barden's lab with firmer answers as to how this long-lost class of ant predators functioned and found success for nearly 20 million years, questions persist such as what led these and other lineages to go extinct while modern ants flourished into the ubiquitous insects we know today. Barden's team is now seeking to describe species from new fossil deposits to learn more about how extinction impacts groups differentially.

"Over 99% of all species that have ever lived have gone extinct, " said Barden. "As our planet undergoes its sixth mass extinction event, it's important that we work to understand extinct diversity and what might allow certain lineages to persist while others drop out. I think fossil insects are a reminder that even something as ubiquitous and familiar as ants have undergone extinction."