Riassunto:
Circa 99 milioni di anni fa, quando ancora i dinosauri governavano la terra, un minuscolo insetto era avvolto nella resina e alla fine divenne parte dell'ambra man mano che la resina si induriva gradualmente. Ora, analizzando questo fossile d’ambra conservato, i ricercatori hanno scoperto un antico insetto che non era mai stato formalmente descritto prima dalla scienza. La sua caratteristica più sorprendente è un insieme di speciali apparato boccale che sono lunghi quasi il doppio del suo corpo e hanno superfici densamente rugose. Questa struttura può consentire agli insetti di piegare in modo flessibile il loro apparato boccale in spazi ristretti impedendo loro di collassare durante la piegatura, ma la stessa struttura non è stata trovata nei parenti viventi.
Questo studio è stato completato da ricercatori dell'Università di Tel Aviv in Israele e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista accademica "Insects". Analizzando i fossili di ambra del Cretaceo rinvenuti nella regione Kachin del Myanmar, il gruppo di ricerca ha ricompreso la diversità dei metodi di alimentazione degli insetti e delle strutture corporee dell'epoca. I ricercatori ritengono che questo insetto possa aver sviluppato un sistema di alimentazione altamente specializzato che gli consente di inserire il suo sottile apparato boccale nelle fessure della corteccia per succhiare la linfa dall'interno della pianta.
I ricercatori hanno chiamato questo insetto appena scoperto Cretodorus noonoo, che può essere temporaneamente tradotto in cinese come "Cretodorus Noonoo". Tra questi, il nome Noo-Noo deriva dal personaggio dell'aspirapolvere Nunu nella serie televisiva per bambini "Teletubbies". Il personaggio possiede un tubo sottile e flessibile simile a una paglia che somiglia all'apparato boccale insolitamente lungo e pieghevole dell'antico insetto.
L'insetto appartiene alla famiglia dei Neazoniidae, una famiglia estinta di antichi insetti simili a cicale di cera. Gli insetti della cicala di cera di solito hanno un apparato boccale che succhia e perfora che può perforare il tessuto vegetale e succhiare la linfa. I ricercatori sottolineano che, sebbene il lungo apparato boccale di questo antico insetto possa a prima vista ricordare l'apparato boccale a sifone delle farfalle, ci sono importanti differenze nella struttura e nella funzione.
Il lungo apparato boccale delle farfalle viene utilizzato principalmente per succhiare il nettare. Di solito possono essere raggomitolati ed estesi durante l'alimentazione. L'apparato boccale del Cretodorus noonoo si estende verso la parte posteriore del corpo e la struttura complessiva è più coerente con il metodo di alimentazione che consiste nel perforare i tessuti vegetali e nell'aspirare i liquidi interni. Il gruppo di ricerca ritiene che la sola lunghezza dell'apparato boccale non possa determinare se questo insetto si nutra di nettare.
Per determinare ulteriormente le abitudini di vita di questo insetto, i ricercatori hanno esaminato diversi esemplari fossili correlati per verificare se il polline fosse conservato sul corpo dell'insetto. Se questi insetti visitano frequentemente i fiori e assumono il ruolo di impollinatori, la presenza di polline sui loro corpi può supportare questa ipotesi. Tuttavia, dopo aver esaminato un numero considerevole di fossili, i ricercatori non hanno trovato prove convincenti dell’accumulo di polline. Pertanto, al momento non ci sono prove sufficienti che questo insetto sia mai servito come impollinatore.
Ciò che ha veramente sorpreso il gruppo di ricerca sono state le pieghe trasversali densamente distribuite sulla superficie dell'apparato boccale.
I ricercatori hanno utilizzato la tomografia microcomputerizzata ad alta risoluzione, nota anche come micro-CT, per creare una ricostruzione tridimensionale degli insetti nell'ambra. Rispetto alla normale osservazione microscopica, questo metodo può aiutare i ricercatori a osservare la struttura interna dei fossili da diverse angolazioni e ad analizzare alcune caratteristiche sottili che sono difficili da identificare direttamente.
I risultati della scansione mostrano che le pieghe trasversali sull'apparato boccale non sono semplici strutture superficiali, ma parte della struttura dell'apparato boccale stesso. Queste pieghe possono conferire all'apparato boccale una flessibilità speciale, consentendo loro di piegarsi senza essere soggetto a gravi deformazioni in corrispondenza delle curve.
I ricercatori lo hanno confrontato con le moderne cannucce pieghevoli o i tubi flessibili. Quando le normali strutture tubolari allungate vengono eccessivamente piegate, i canali interni possono essere schiacciati, rendendo difficile il passaggio dei liquidi. Tuttavia, la struttura con pieghe speciali può disperdere in una certa misura la pressione generata dalla flessione e ridurre il rischio di collasso locale della parete del tubo.
Questa struttura può essere particolarmente importante per un apparato boccale che è lungo quasi il doppio del corpo. Più l'apparato boccale è lungo, più l'insetto deve controllare la sua direzione mentre si nutre ed evitare che l'apparato boccale si pieghi o si intasi in spazi ristretti. Le pieghe laterali potrebbero aver consentito all'antico insetto di regolare in modo più flessibile la posizione del suo apparato boccale nel complesso ambiente della corteccia, pur mantenendo canali di alimentazione liberi.
Esistono anche prove fossili che supportano ulteriormente questa spiegazione. In alcuni esemplari l'apparato boccale dell'insetto è conservato in uno stato ricurvo. Poiché la resina limita rapidamente i movimenti di un insetto quando è racchiusa al suo interno, queste forme curve possono riflettere la flessibilità dell'apparato boccale stesso quando l'insetto è stato intrappolato, piuttosto che semplicemente deformazioni accidentali avvenute dopo la formazione del fossile.
Naturalmente, i fossili possono conservare solo informazioni limitate e i ricercatori non possono osservare direttamente come l'insetto muoveva l'apparato boccale durante la vita. Pertanto, le specifiche funzioni meccaniche delle pieghe dell'apparato boccale e gli effettivi movimenti degli insetti durante l'alimentazione sono ancora deduzioni scientifiche basate su prove strutturali. Tuttavia, i risultati della scansione tridimensionale e lo stato di conservazione dell'apparato boccale curvo si confermano a vicenda, dando a questa spiegazione un certo grado di credibilità.
I ricercatori suggeriscono che l'insetto potrebbe specializzarsi nell'uso della linfa degli alberi come fonte di cibo. Il suo apparato boccale insolitamente lungo e sottile può raggiungere le strette fessure sulla superficie della corteccia e poi estendersi più in profondità lungo le fessure per trovare i tessuti all'interno della pianta responsabili del trasporto di acqua e sostanze nutritive.
Nelle piante sono presenti numerosi tessuti che svolgono funzioni di trasporto. Tra questi, lo xilema è principalmente responsabile del trasporto dell'acqua e dei minerali disciolti, mentre il floema è responsabile del trasporto della materia organica prodotta dalle piante. I ricercatori ritengono che questo insetto possa utilizzare il suo speciale apparato boccale per passare attraverso le fessure della corteccia e inviare le sue strutture succhiatrici nei tessuti vegetali più profondi per ottenere liquidi. Tuttavia, sulla base dei soli fossili non è possibile determinare in modo completo il tessuto specifico di cui si nutre e quali succhi vegetali assorbe principalmente.
L'estremità dell'apparato boccale presenta anche due strutture scanalate simili a foglie. Il gruppo di ricerca ipotizza che queste strutture possano aiutare gli insetti a fissare la posizione del loro apparato boccale durante l'alimentazione.
I ricercatori hanno proposto una vivida spiegazione: quando l'apparato boccale entra in una stretta fessura della corteccia, le due strutture all'estremità possono diffondersi su entrambi i lati della fessura per formare un supporto con la superficie circostante, aiutando così l'apparato boccale a rimanere stabile. Questo meccanismo è in qualche modo simile ai tasselli da muro espandibili: il tassello entra nel foro e si espande, formando un contatto più forte con la parete del foro.
Se questa ipotesi è vera, allora questo insetto non solo ha organi di alimentazione insolitamente allungati, ma potrebbe anche avere uno speciale meccanismo per posizionare e fissare il suo apparato boccale. Questa combinazione strutturale lo aiuta a completare l'alimentazione nello spazio ristretto all'interno della corteccia e mostra anche che gli antichi insetti potrebbero aver sviluppato strutture corporee altamente specializzate per specifici ambienti ecologici.
Il significato di questa ricerca va oltre la scoperta di una nuova specie dall'aspetto strano. Rivela anche che gli insetti antichi un tempo possedevano adattamenti che sono andati perduti negli insetti moderni.
Gli insetti esistenti della cicala di cera di solito si affidano ad un apparato boccale aghiforme per perforare i tessuti vegetali e aspirare i liquidi interni. L'apparato boccale del Cretodorus noonoo ha sviluppato una struttura estremamente allungata e altamente flessibile basata su questa modalità di alimentazione di base. I ricercatori hanno sottolineato che nessun apparato boccale identico a questa struttura pieghevole è stato trovato in specie viventi strettamente imparentate.
Ciò non significa che tutti gli insetti antichi un tempo avessero organi simili, ma significa che potrebbero esserci state molte innovazioni strutturali nella storia evolutiva degli insetti che poi scomparvero. Gli insetti moderni sono solo una parte di un lungo processo evolutivo sopravvissuto e le strutture corporee osservate oggi non rappresentano tutte le possibili forme che potrebbero essere esistite in passato.
L'ambra ha svolto un ruolo chiave in questa ricerca. La resina può avvolgere rapidamente piccoli organismi in determinate condizioni e indurire gradualmente fino a diventare ambra durante i processi geologici a lungo termine. A differenza di molti fossili, che lasciano solo contorni schiacciati o ossa sparse, l'ambra può talvolta preservare strutture minute del corpo di un insetto, persino l'apparato boccale, i piedi e altri organi delicati.
I depositi di ambra nella regione Kachin del Myanmar hanno conservato un gran numero di fossili di insetti del Cretaceo, fornendo materiali importanti per lo studio degli ecosistemi forestali circa 100 milioni di anni fa. Il gruppo di ricerca ha analizzato 13 esemplari di ambra di Neoaphididae e insetti affini. Confrontando le caratteristiche morfologiche di diversi individui, hanno confermato che questo speciale apparato boccale non è un'anomalia accidentale in un singolo esemplare, ma una caratteristica strutturale correlata a questo antico gruppo di insetti.
Durante il Cretaceo, gli ecosistemi forestali sulla Terra erano significativamente diversi da quelli odierni. Si formano complesse relazioni ecologiche tra piante, insetti e altri organismi e diversi insetti potrebbero aver sviluppato una varietà di strategie di alimentazione diverse per utilizzare risorse alimentari limitate. L'apparato boccale specializzato mostrato da Cretodorus noonoo è un esempio di questa diversità di adattamenti ecologici.
I ricercatori ritengono che la scoperta di questo insetto fornisca nuovi indizi per comprendere la relazione tra antichi insetti e alberi. Le crepe nella corteccia possono fungere da vie importanti per alcuni insetti per accedere alla linfa delle piante, e gli organi di alimentazione che possono penetrare in questi spazi ristretti possono aiutarli a sfruttare risorse inaccessibili ad altri insetti.
Tuttavia, le prove attuali non sono sufficienti per determinare esattamente su quali alberi faceva affidamento l'insetto, né per ricostruire accuratamente la sua storia completa di vita nelle antiche foreste. Se in futuro verranno scoperti esemplari più ben conservati, i ricercatori potrebbero essere in grado di saperne di più sulla struttura interna del suo apparato boccale, su come veniva effettivamente utilizzato e sulla sua relazione ecologica con altri insetti antichi.
Questo studio dimostra ancora una volta che l'ambra non solo può preservare l'aspetto di creature antiche, ma può anche conservare informazioni anatomiche sufficientemente precise da consentire agli scienziati di identificare strutture speciali che un tempo esistevano ma che furono poi perse durante l'evoluzione.
Per Cretodorus noonoo, quel lungo apparato boccale apparentemente assurdo potrebbe essere stato uno strumento di sopravvivenza molto pratico. Può penetrare in profondità nelle fessure della corteccia, può rimanere flessibile attraverso apposite pieghe e può anche essere fissato in posizione con l'ausilio di strutture terminali. Quasi 100 milioni di anni dopo, questi dettagli sono ancora conservati nell’ambra, fornendo agli scienziati una finestra sugli antichi esperimenti sull’evoluzione degli insetti.
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