En X-ray billede viser en skjult parasitære hveps inde mineraliseret, eller forstenede, flyve pupper. Denne særlige modellen er omkring 30-40 millioner år gamle. Billede: Georg Oleschinski foto & Thomas van de Kamp rendering
En omhyggelig undersøgelse af over 1,500 flyve pupper fossiler har resulteret i opdagelsen af fire nye arter af gamle parasitære hvepse, som kan dateres tilbage til mellem 66 millioner og 23 millioner år siden i det nuværende Frankrig.
Ny forskning offentliggjort i dag i Nature Communications tilbyder den første endelige bevis for parasitære adfærd blandt hvepse, eller mere præcist, den første endelige bevis for endoparasitism blandt hvepse, hvor parasitten (ligesom en hveps pupper eller bændelorm) udvikler sig eller bor inde i sin vært. Et hold ledet af Thomas van de Kamp fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) bruges en kraftfuld ny scanning teknik til peer inde i resterne af 1,510 mineraliseret flyve pupper, giver 55 parasitære begivenheder. Hvad mere er, var forskerne i stand til at identificere fire hidtil ukendte arter af parasitære hvepse og selv udføre fysiske undersøgelser af de nye enheder, selv om de er fanget inde i det mineraliserede flyve pupper.
Et lille udsnit af de 1,510 forstenede flyve pupper, der anvendes i undersøgelsen. Billede: Georg Oleschinski
At finde eksempler på parasitære adfærd i de fossile record er svært, fordi det kræver, at parasitten at blive fanget på fersk gerning af parasitizing sin vært. Hvad mere er, mange parasitter udvikle inde i deres værter (som det er tilfældet her), og er ikke synlige på ydersiden af fossile brændstoffer. Indtil nu, er de fossile optegnelser af parasitære hvepse har været begrænset til isolerede voksne, der er fanget i rav. Men i dette tilfælde har forskerne formået at opdage fuldt udviklet hvepse inde i deres flyve-værter, som de gjorde ved hjælp af en teknik kendt som high-throughput synkrotron røntgen microtomography.
“Vi brugte en synkrotron—en type partikel-accelerator—til at generere intense X-stråler for at udføre high-throughput-tomografi scanning [tværsnit af solide organer], 1,510 prøver i omfanget af bare én uge,” van de Kamp fortalte Gizmodo. “Den undersøgelse, der blev udført af et stærkt tværfagligt team af biologer, palæontologer, fysikere, dataloger og matematikere. Vi ansat en sofistikeret eksperimentelle setup, bygget og drevet af fysikere og dataloger, algoritmer til billedbehandling analyser, der er udviklet og optimeret af matematikere og stolede på den ekspertise af palæontologer og entomologists for fortolkningen af vores resultater. Se forskere fra forskellige discipliner, der arbejder tæt sammen og inspirere hinanden gennem hele projektet har været en fantastisk oplevelse.”
En X-ray projektion af en fossil parasit, hvor wasp er klart synlig inde i flyve-pupper. Billede: Thomas van de Kamp
Fluen pupper fossiler blev indhentet fra Natural History Museum i Basel og det svenske Museum of Natural History. Fluen pupper og deres parasitære indhold, dato tilbage til skolebiblioteker, som begyndte ved slutningen af Kridt (så efter dinosaurerne gik uddød). Fossiler fra denne samling blev ikke dateret af van der Kamp team, bygger i stedet på tidligere undersøgelser udført på fossiler fundet i det samme område af Frankrig.
Af 1,510 prøver scannet, 55 gav parasitization begivenheder, eller omkring 3,6 procent af fossiler. I næsten alle tilfælde, hvepsene var fuldt udviklet, og på nippet til afgang. Det faktum, at mere for tidlig hvepse blev ikke fundet tyder på tidligere stadier, som æg eller larver, var ikke tilbøjelig til at fossilization, sandsynligvis på grund af deres blødere ydre skelet.
Alle hvepsene, der er beskrevet i den nye undersøgelse, der er udviklet som ensomme parasitter inde flyve pupper. Deres livscyklus, der begyndte med en kvindelig wasp om et æg i en flyver pupper. Efter klækning, wasp-larve fed-på den stadig lever flyve puppe, i sidste ende forårsager sin død. Når det er fuldt udviklet, wasp dukket op fra sin kuvøse, på udkig efter en parring partner. Efter parring, den kvindelige hvepse søgte flyve puppe, re-start af cyklus.
Fire nye arter af parasitære hvepse blev afsløret, som alle nu er blevet udstyret med de fedeste navne: Xenomorphia resurrecta, Xenomorphia handschini, Coptera anka, og Palaeortona quercyensis.
“De nærmere detaljer om bevaring af mange hvepse var bare enestående,” sagde van der Kamp. “3D-rekonstruktioner af tomografisk data lettes arter beskrivelser, som det bliver gjort til i behold [levende] arter. Vi var også overraskede over, hvor lidt er kendt om livsstil af bevarede parasitære hvepse, på trods af det enorme antal af arter.”
Hver art udstillet unikke fysiske tilpasninger, for opgaven med at udnytte deres værter. To af de arter, X. resurrecta og X. handschini, er ganske ens, hvilket er grunden til, at de blev placeret i samme slægt eller familie, af parasitære hvepse. Den væsentligste forskel mellem disse to arter har haft at gøre med formen på deres talje.
“De to andre arter, Coptera anka og Palaeortona quercyensis, adskiller sig fra de Xenomorphia arter af en række exoskeletal udvidelser, der tjener som beskyttelse for artikulation point,” sagde van der Kamp. “Det kan tyde på en mere jord-bolig livsstil. Med sin ‘horn’ og næb-lignende kæber, Coptera anka er helt sikkert den mest ejendommelige udseende arter, der er beskrevet i undersøgelsen.”
En vigtig takeaway fra denne undersøgelse er, at gamle fossile samlinger, såsom dem, der anvendes i denne undersøgelse, som nu fortjener at få et andet udseende. Ved hjælp af state-of-the-art imaging teknikker, forskere kan nu erhverve helt nye indsigter fra “glemt” fossiler.
[Nature Communications]