Les insectes sont des animaux fragiles au corps mou dont les restes sont difficiles à conserver. Les ailes sont souvent fossilisées, mais les corps des insectes, s’ils sont présents, sont généralement des morceaux de l’animal préhistorique d’origine, ce qui rend difficile leur étude par les scientifiques. Les paléontologues découvrent les insectes préhistoriques grâce aux traces de fossiles, qui se trouvent presque exclusivement sous forme de traces sur des plantes fossiles.
« Nous disposons d’un grand nombre de plantes fossiles », a déclaré Richard J. Knecht, Ph.D. candidat au Département de biologie organisationnelle et évolutive à Harvard. « Plus loin dans le temps, ce sont les traces fossiles qui nous en disent plus sur l’évolution et le comportement des insectes que les corps fossiles, car les plantes et les traces fossiles qu’elles contiennent se conservent très bien. Et la trace, contrairement à un corps, ne se conservera pas. se déplace au fil du temps et se retrouve toujours là où il a été fabriqué.
Dans une nouvelle étude, publiée dans Nouveau phytologue, des chercheurs dirigés par Knecht décrivent une trace fossile endophytique trouvée sur une feuille de fougère à graines du Carbonifère qui représente la première indication d’alimentation interne dans une feuille. Le fossile du Carbonifère, vieux de 312 millions d’années, fournit la preuve de l’origine possible de l’alimentation interne, connue sous le nom d’extraction des feuilles, et montre que l’âge de ce comportement se produisait environ 70 millions d’années plus tôt que prévu.
« De toutes les façons dont les insectes se nourrissent à l’intérieur des plantes : l’exploitation minière de l’intérieur des feuilles, les galles ressemblant à des tumeurs par lesquelles un insecte prend le contrôle de la machinerie de développement d’une plante, les forages et les galeries des insectes dans le bois, et « Il existe une myriade de façons dont les insectes envahissent les graines pour consommer des tissus embryonnaires nutritifs – c’est l’exploitation minière qui est la plus mystérieuse », a déclaré le co-auteur Conrad C. Labandeira, géologue de recherche principal et conservateur des arthropodes fossiles au Musée national d’histoire naturelle du Smithsonian.
« Les premières mines remontent au Trias inférieur, peu après la grande extinction de la fin du Permien, et pourtant les galles, les forages et la prédation des graines s’étendent considérablement plus tôt jusqu’au Paléozoïque. Pourquoi ce retard dans l’exploitation minière ? Je pense que nous avons maintenant une réponse. »
L’alimentation interne des plantes est courante chez les insectes holométaboles, insectes qui subissent une métamorphose complète : lépidoptères (mites), coléoptères (coléoptères), diptères (mouches) et hyménoptères (guêpes et tenthrèdes). Une larve pénètre dans la feuille et commence à se nourrir des tissus internes de la feuille, laissant une traînée derrière elle. Au fur et à mesure que la larve creuse des tunnels dans la feuille, elle grandit également, passe par différentes étapes de mue et laisse même derrière elle ses excréments, appelés excréments.
« Les excréments sont l’une des choses que nous recherchons lorsque nous identifions l’alimentation interne. Les excréments peuvent même avoir différents traits qui sont utiles lorsqu’il s’agit de définir quel animal les produit », a déclaré Knecht. La larve continuera à tracer une trace à l’intérieur de la feuille jusqu’à ce qu’elle se nymphose, éclose, se détache de la feuille et s’envole.
La trace fossile a été trouvée dans la formation carbonifère de Rhode Island. La Formation de Rhode Island était à l’origine un environnement marécageux et gorgé d’eau qui offrait un cadre anoxique qui préservait très bien les fossiles végétaux ; ce que les paléontologues appellent un Lagerstätte, un site qui produit des fossiles extraordinaires avec une conservation exceptionnelle.
« Les larves sont une chose qui ne se fossilise pas », a déclaré Knecht. « Ils sont trop délicats et trop petits. Voir quelque chose comme ça est vraiment instructif car cela nous renseigne sur le comportement des larves à une époque précise, la fin du Paléozoïque, dans laquelle nous savons très peu de choses sur les larves. »
Cette préservation exceptionnelle a permis aux chercheurs de bien voir la trace endophytique qui suit les schémas recherchés par les paléontologues pour définir ce comportement. Par exemple un sentier sinueux, la larve évitera les bords et les nervures principales de la feuille. Ce comportement n’est connu que chez les insectes holométaboles, y compris les animaux existants aujourd’hui.
« Cette découverte repousse ce comportement de 70 millions d’années », a déclaré Knecht. « Cela nous montre deux choses, l’une sur le comportement des larves, quelque chose que nous ne voyons pas dans les archives fossiles parce que les larves ne se préservent généralement pas. Et deuxièmement, que l’évolution de la métamorphose complète, l’holométabolisme, existait à cette époque. »
Le fossile est conservé au Musée de zoologie comparée de Harvard, parmi d’autres fossiles que Knecht étudie également.
Plus d’information:
Richard J. Knecht et al, Les ancêtres endophytes des mineuses de feuilles modernes peuvent avoir évolué au Carbonifère supérieur, Nouveau phytologue (2023). DOI : 10.1111/nph.19266. nph.onlinelibrary.wiley.com/do … ll/10.1111/nph.19266