Älteste Insekten-Ressourcenimpulse, die durch Fossilien aus China entdeckt wurden

Ressourcenpulse, dh gelegentliche Episoden kurzlebiger Ressourcenüberfülle, stellen einen grundlegenden Mechanismus dar, durch den Energie, Nährstoffe und Biomasse durch Ökotone transportiert werden. Sie sind in bestehenden Ökosystemen weit verbreitet; Über ihre Deep-Time-Aufzeichnung ist jedoch wenig bekannt.

Kürzlich hat Zhang Qianqi, ein Ph.D. Student des Nanjing Instituts für Geologie und Paläontologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (NIGPAS), unter der Leitung von Prof. Wang Bo und Zhang Haichun und seine Mitarbeiter berichteten von einem solchen Ressourcenimpuls – dem frühesten bekannten Eintagsfliegenschwarm – in einer neu entdeckten fossilen Fundstelle im Xiwan-Becken der Stadt Hezhou im südchinesischen Autonomen Gebiet Guangxi der Zhuang.

Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Geologie und Historische Biologie.

Die mesozoische Forschung im Xiwan-Becken hat eine lange Geschichte, mit Berichten über zahlreiche Insektenfossilien aus der Shiti-Formation des unteren Jura. Die neu entdeckte Fossilfundstelle im Becken weist jedoch eine Fülle neuer Insekten sowie Pflanzen und Hai-Eikapseln auf.

„Angesichts der Fülle der verschiedenen Insekten und Pflanzen schlagen wir vor, dass die fossile Ansammlung in der unteren Einheit der Shiti-Formation die Xiwan-Biota genannt wird, die zu den reichsten jurassischen Biotas in China gehört“, sagte Zhang Qianqi.

In einer fossilen Schicht der Xiwan-Biota fanden die Forscher Hunderte von Eintagsfliegen. Diese Eintagsfliegen wurden als neues Taxon, Jurassephemera zhangi, klassifiziert und taxonomisch der ausgestorbenen Familie Sharephemeridae zugeordnet, einer Stammgruppe der Eintagsfliegen. Dies ist die erste Entdeckung dieser Eintagsfliegenfamilie in China und das am besten erhaltene Fossil der Familie.

„Wir haben die Ausrichtung von 381 Eintagsfliegen gemessen und festgestellt, dass diese Eintagsfliegen keine offensichtliche Ausrichtung aufweisen, obwohl das Rosendiagramm auf einen südwestlichen Trend hindeutet, der möglicherweise den Effekt einer leichten Bewegung des Grundwassers nach der Ansammlung der Kadaver widerspiegelt.“ sagte Zhang Qianqi.

Darüber hinaus sind alle Eintagsfliegen vollständig mit Körper, Anhängseln und Flügeln versehen, was zusammen mit dem Obigen darauf hindeutet, dass die Eintagsfliegen nach dem Tod keine nennenswerte Distanz im Wasser transportiert und in einer energiearmen, konservierenden Umgebung begraben wurden .

Vorhandene Eintagsfliegen verbringen den größten Teil ihres Lebens in der aquatischen Umgebung als Nymphen, und Erwachsene leben üblicherweise nur 1–2 Stunden bis zu einigen Tagen. Während ihrer kurzen Adultphase bilden die Männchen dichte Ansammlungen und die Weibchen müssen im Flug in und durch große Schwärme Paarungspartner finden, wo sie sich paaren und schließlich einen geeigneten Ort zur Eiablage finden.

Paarungsschwarmverhalten war bisher nur bei Kronen-Eintagsfliegen bekannt; Das Ergebnis dieser Studie zeigt jedoch, dass solche komplexen Verhaltensweisen bei Eintagsfliegen der Stammgruppe bereits im frühen Jura gut etabliert waren und den frühesten Beweis für das Verhalten von Paarungsschwärmen bei Insekten darstellen.

Elementarenergiespektroskopie und Raman-Komponentenanalyse zeigten, dass die Xiwan-Biota-Fossilien hauptsächlich mit Eisenoxiden und Tonmineralresten überzogen sind, die Zusammensetzung der Oberflächenschicht der Fossilien jedoch immer noch von Kohlenstoffverbindungen dominiert wurde.

Wasserinsekten spielen eine wichtige Rolle in aquatischen Nahrungsnetzen, da sie als Verbraucher von Wasserpflanzen und -tieren fungieren. Im Gegenzug werden sie von Fischen und anderen Raubtieren verzehrt. Aber Wasserinsekten können auch wichtige Teile von Nahrungsnetzen an Land sein, wenn sie als Erwachsene aus dem Wasser auftauchen und fliegen, um sich zu zerstreuen und Partner zu finden. Neben der Bereitstellung von Nahrung für Raubtiere können neu entstehende Insekten auch eine befruchtende Wirkung auf Pflanzengemeinschaften an Seen und Flüssen haben, wenn sie absterben und sich zersetzen.

Diese Studie zeigt, dass einige jurassische Eintagsfliegen auf einmal in großen Schwärmen auftauchten, die einen „Puls“ von Insekten darstellten, die sich vom Wasser an Land bewegten. Dieser Impuls führte wahrscheinlich zu massiven Ökosystemflüssen in Lebensräumen am Wasser mit Auswirkungen auf die grundlegende Ökologie und den biogeochemischen Kreislauf. Ein solcher Mechanismus kann eine wesentliche Rolle beim Nährstofftransport von aquatischen Ökosystemen zu umgebenden terrestrischen Ökosystemen spielen, während diese Verknüpfung aquatischer-terrestrischer Ökosysteme eine Schlüsselneuheit in mesozoischen Seeökosystemen darstellen könnte.

„Unser Ergebnis unterstreicht die unterschätzte ökologische Bedeutung von Insekten in kurzlebigen Nahrungs-Bonussen und Massensterben in Tiefsee-Ökosystemen“, sagte Zhang Qianqi.