I damskum, videnskabsmænd finder svar på en udvikling, som kom først

Besøgte en kollega i Tyskland i 2012, Boston College forskningsprofessor Paul K. Strother undersøgte jordprøver for pollen, sporer, stykker af planter og insektben - organisk affald, der ellers kunne være blevet betragtet som "damskum", da det blev fanget i sediment under katastrofale hændelser på jorden for 200 millioner år siden.

Sliderne af stenprøver, der blev boret i det tyske landskab, omfattede noget materiale, der så bekendt ud for Strother, en forsker ved Institut for Jord- og Miljøvidenskab ved Boston College's Weston Observatory, der studerer landplanters oprindelse og tidlige udvikling. Det, han så, var træk, der ligner dem, der findes i insektvinger.

Rynken var, at disse former for møl og sommerfugle - kendt som Lepidoptera - længe blev antaget at have udviklet sig 50 til 70 millioner år senere, i kridperioden, da de første blomstrende planter opstod som deres primære fødekilde.

"Den konsensus har været, at insekter fulgte blomster, " sagde Strother, en medforfatter til "A Trias-Jurassic window into the evolution of Lepidoptera, " en ny rapport offentliggjort i dag i Videnskabens fremskridt . "Men det ville være 50 millioner år senere end hvad vingerne sagde. Det var mildest talt mærkeligt, at der ville være sommerfugle, før der var blomster. "

Fem år senere, Strother og kolleger fra naturhistoriske museer i Tyskland og et universitet i Holland har udviklet en videnskabelig case, der viser, at Lepidoptera udviklede sig tidligere end tidligere etableret - opstået i Jura-perioden.

Fraværende blomster, forskerne rapporterer, primitive møl og sommerfugle, kendt som Glossata, udviklet de fysiske egenskaber - nemlig den sugende snabel - for at finde næring ved at trække vanddråber fra spidserne af umodne gymnospermfrø.

"Det, vi har fundet, er, at disse sommerfugle og møl med munddele ernærede sig af pollendråber af gymnosperm-frø - fra nåletræer relateret til fyrretræer, frøplanter uden frugter og blomster. De nærede sig de keglebårne frø - hovedsageligt som en kilde til vand, "sagde Strother.

Selv Charles Darwin kaldte den mystiske udvikling af blomstrende planter for "et afskyeligt mysterium." Forskere har regnet med, at blomstrende planter gik forud for de insekter, der brød sig om dem. Men forskere er så småt begyndt at samle beviser på, at møl og sommerfugle eksisterede tidligere end kridttiden, som begyndte for 145 millioner år siden.

Holdets resultater kaster nyt lys over det klassiske eksempel på co-evolution:det evolutionære samspil mellem pollenerende insekter - fluer, bier, hvepse, sommerfugle og møl - og angiospermer, eller blomster, Sagde Strother.

"Vores opdagelse ændrer ikke dette, men i stedet, det viser, at Glossata - som gav anledning til Lepidoptera - udviklede sig tidligere ved en ernæringstilpasning til de gymnospermøse æg, eller pollendråberne, " sagde Strother. "Disse insekter overførte senere deres fødepræference til angiospermer, og, som resultat, endte med at udvikle sig sammen med blomster, hvor de fungerer til at overføre pollen, når de lever af nektar."

At udvikle et klarere billede af insekternes evolution havde vist sig at være uhåndgribeligt, fordi meget af det, man har lært fra gammel sten, jord og fossiler kommer fra jorden engang dækket af oceaner, sagde Strother. Møl og sommerfugle levede over landmasser. Ud over, deres sarte træk var tilbøjelige til at blive forringet før fossilisering.

Palæontolog Bas van de Schootbrugge fra Utrecht University og hans kolleger samlede en portefølje af prøver indeholdende forstenede rester af møl og sommerfugle for omhyggeligt at fastslå tilstedeværelsen af ​​Lepidoptera i jordprøver fra et område, hvor den katastrofale overgang mellem trias og jura er bevaret i klippen.

Masseudryddelsen for 201 millioner år siden udslettede anslået 35 procent af alle arter, hvilket gør overlevelsen og diversificeringen af ​​Lepidoptera så meget desto mere bemærkelsesværdig.

At samle beviserne krævede et hold, der omfattede Strother og van de Schootbrugee, Utrecht Universitys Timo van Eldijk, en bachelor på det tidspunkt, Carolien Weijst, og Henk Visscher; samt Torsten Wappler fra det tyske naturhistoriske museum Hessisches Landesmuseum Darmstadt, og Hossein Rajaei fra Museum fur Naturkunde, i Stuttgart.

I 2012 Strother undersøgte prøveglasset og kiggede på alger, svampe og jordmikroorganismer. "Det er organiske udvindinger, efter at du har opløst mineralerne i prøverne, og du kigger på alt, der er organisk. Der er pollen og sporer. Der er andre ting. Stumper af plantekutikula. Modstandsdygtigt organisk materiale. Insektben. Nioghalvfems procent er planterester.

"Det er dybest set damskum, sagde Strother, refererer til filmen af ​​affald, der kan sidde oven på en pool med stående vand. En del af det, Strother så, lignede insekter fra en anden æra, han sagde.

Projektet krævede at sammenkæde en række beviser, beslægtet med en videnskabelig detektivhistorie, sagde Strother.

"Dette er den gammeldags videnskab om opdagelse, " sagde Strother. "Vi ser på denne mikroskopiske verden af ​​ting, der levede for hundreder af millioner af år siden, og vi ved ikke, hvad de er. Udfordringen er:kan vi finde ud af, hvad de er? En del af det er at samle livets træ, eller udviklingen af ​​organismer gennem tiden. Det er mere som et puslespil eller et mysterium."