Il y a environ 11 à 16 millions d’années, au milieu du Miocène, plus de 100 phryganes ont trouvé leur fin dans un lac.
Au fil du temps, les sédiments riches en fer au fond du lac ont formé une épaisse couche de goethite minérale. Avec de nombreux autres animaux, les phryganes ont été fossilisées dans un Konservat-Lagerstätte, nom donné à un site fossilifère qui préserve des détails extrêmement fins. Le site s’appelle McGraths Flat et est situé dans le centre de la Nouvelle-Galles du Sud.
Les phryganes sont si bien conservées que la nanostructure de leurs yeux pourrait inspirer de nouveaux produits. Ceux-ci peuvent aller des peintures antimicrobiennes aux lunettes de soleil qui repoussent l’eau.
Yeux fossilisés
Les phryganes sont de petits insectes ressemblant à des papillons de nuit et dotés d’ailes velues. Il s’agit d’un ordre d’insectes connu des scientifiques sous le nom de Trichoptères. Les pêcheurs à la mouche les appellent carex.
Les phryganes passent la majeure partie de leur vie sous forme de larves aquatiques. Ils se nymphosent également sous l’eau.
Les phryganes conservées à McGraths Flat sont mortes sous forme de larves et d’adultes pharates. Les adultes pharates sont des pupes qui ont terminé leur métamorphose mais qui ne se sont pas encore libérées de leur cuticule nymphale. Ce revêtement semblable à un film alimentaire les protège jusqu’à ce qu’ils s’échappent de la surface de l’eau.
Le Dr Michael Frese est un scientifique invité qui a travaillé avec le Dr Alice Wells de notre collection nationale australienne d’insectes et Matthew McCurry du Musée australien. Ensemble, ils ont étudié les phryganes à McGraths Flat.
« En utilisant un microscope électronique à balayage, nous avons pu voir des détails sur les yeux composés, les glandes à soie, les pièces buccales, le tractus gastro-intestinal, les griffes et les organes génitaux des caddisflies. Nous avons même trouvé du pollen dans l’intestin d’une caddisfly », a déclaré Michael.
« Les deux fossiles les plus remarquables présentaient le nanorevêtement cornéen. Il s’agit de la structure moléculaire à la surface des yeux composés des caddisflies.
« Nous pensons que ces yeux fossilisés pourraient être parmi les mieux conservés de la planète. »
Michael a déclaré que le nanorevêtement suggère que les yeux étaient antireflets, peut-être parce que les phryganes étaient adaptées à une faible luminosité.
« La surface était super hydrophobe, à la fois chimiquement parce qu’elle était un mélange de protéines et de cire, et aussi structurellement. Son motif pourrait inspirer de nouveaux revêtements pour pare-brise en verre ou lunettes de soleil », a-t-il déclaré.
« La surface est également antibactérienne car elle stresse la membrane externe des bactéries à Gram négatif. Elle pourrait inspirer la peinture pour rendre les murs des hôpitaux résistants à la croissance bactérienne. »
Michael a déclaré avoir vu un revêtement similaire sur les ailes d’une cigale fossile provenant du même site. Les cigales du site sont les seules cigales fossiles d’Australie. Ce sont aussi de loin les plus gros fossiles de cigales de la planète.
Révéler les secrets des insectes anciens
Les phryganes fossiles du site fossilifère de McGraths Flat révèlent à quel point la goethite minérale peut préserver les tissus mous.
« Le seul cas où l’on peut voir un insecte mieux conservé est dans l’ambre. Pourtant, comme l’ambre se forme à partir de la sève collante des arbres, il a tendance à ne préserver que les insectes adultes, pas leurs larves aquatiques », a déclaré Michael.
Les insectes dans l’ambre sont également très difficiles à préparer pour un microscope électronique à balayage. Vous devez couper l’ambre en fines tranches, détruisant ainsi le fossile. En revanche, l’équipe a pu examiner les fossiles de McGraths Flat sans les endommager.
Michael a déclaré qu’un fossile étonnant montrait à la fois les griffes d’une mouche caddis et la cuticule de la pupe qui protégeait ses griffes.
« C’est comme si vous retiriez votre main d’un gant et que le gant conservait toujours la forme de vos doigts. »
Utiliser des fossiles pour reconstruire le passé
Alice et Michael se sont demandé s’ils pouvaient décrire les deux espèces distinctes de phryganes de McGraths Flat comme de nouvelles espèces. Ils auraient besoin de voir le motif de la nervure des ailes (le motif des nervures des ailes) et les parties reproductrices externes des mâles.
Malheureusement, cela n’a pas été possible.
« Seuls des adultes pharates ont été trouvés jusqu’à présent », a déclaré Alice.
« Ils ont été piégés dans les sédiments avant de se détacher de leurs cuticules nymphales et d’étendre leurs ailes pour s’envoler. En conséquence, les veines de leurs ailes ne sont pas visibles », a-t-elle expliqué.
Mais les fossiles ont révélé d’autres détails sur le passé.
« Nous voyons des larves sans étuis et des pupes sans cocons. Cela suggère qu’un ou plusieurs événements ont chassé les larves de leurs retraites soyeuses et les pupes de leurs cocons », a déclaré Alice.
Selon Matthew, les résultats suggèrent Selon Matthew, les résultats suggèrent un paléoenvironnement instable (l’environnement à cette époque dans le passé).
« Cela a contribué à la préservation d’un très large éventail de plantes et d’animaux du Miocène à McGraths Flat », a-t-il déclaré.