Op bezoek bij een collega in Duitsland in 2012, Boston College Research Professor Paul K. Strother onderzocht bodemmonsters op stuifmeel, sporen, stukjes planten en insectenpoten - organisch afval dat anders als "vijveruitschot" zou zijn beschouwd toen het 200 miljoen jaar geleden vastzat in sediment tijdens rampzalige aardse gebeurtenissen.

De dia's van rotsmonsters die op het Duitse platteland waren geboord, bevatten materiaal dat Strother bekend voorkwam, een onderzoeker van de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen aan het Weston Observatory van Boston College, die de oorsprong en vroege evolutie van landplanten bestudeert. Wat hij zag waren kenmerken die vergelijkbaar waren met die van insectenvleugels.

De rimpel was dat dit soort motten en vlinders - bekend als Lepidoptera - lang werd verondersteld 50 tot 70 miljoen jaar later te zijn geëvolueerd, tijdens het Krijt, toen de eerste bloeiende planten opkwamen als hun belangrijkste voedselbron.

"De consensus was dat insecten bloemen volgden, " zei Strotter, een co-auteur van "A Trias-Jurassic window into the evolution of Lepidoptera, een nieuw rapport dat vandaag is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang . "Maar dat zou 50 miljoen jaar later zijn dan wat de vleugels zeiden. Het was op zijn zachtst gezegd vreemd, dat er vlinders zouden zijn voordat er bloemen waren."

Vijf jaar later, Strother en collega's van natuurhistorische musea in Duitsland en een universiteit in Nederland hebben een wetenschappelijke casus ontwikkeld die aantoont dat de Lepidoptera eerder is geëvolueerd dan eerder werd vastgesteld - tijdens de Jura-periode.

Afwezige bloemen, de onderzoekers rapporteren, primitieve motten en vlinders, bekend als de Glossata, ontwikkelde de fysieke eigenschappen - namelijk de zuigende slurf - om voeding te vinden door waterdruppels af te zuigen uit de toppen van onrijpe naaktzadigen.

"Wat we hebben gevonden, is dat deze vlinders en motten met monddelen zich voedden met stuifmeeldruppels van naaktzadigenzaden - van coniferen die verwant zijn aan dennen, zaadplanten zonder vruchten en bloemen. Ze voedden zich met de kegelvormige zaden - voornamelijk als een bron van water, ' zei Strotter.

Zelfs Charles Darwin noemde de mysterieuze evolutie van bloeiende planten 'een afschuwelijk mysterie'. Wetenschappers hebben berekend dat bloeiende planten voorafgingen aan de insecten die zich ervan voedden. Maar onderzoekers zijn geleidelijk begonnen met het verzamelen van bewijs dat motten en vlinders eerder bestonden dan het Krijt, die 145 miljoen jaar geleden begon.

De bevindingen van het team werpen nieuw licht op het klassieke voorbeeld van co-evolutie:het evolutionaire samenspel tussen stuifmeelgevende insecten - vliegen, bijen, wespen, vlinders en motten - en angiospermen, of bloemen, zei Stroter.

"Onze ontdekking verandert hier niets aan, maar in plaats daarvan, het toont aan dat de Glossata - die aanleiding gaf tot de Lepidoptera - eerder evolueerde door een voedingsaanpassing aan de naaktzadigen, of de stuifmeeldruppels, " zei Strother. "Deze insecten brachten later hun voedingsvoorkeur over op angiospermen, en, als resultaat, uiteindelijk co-evolueerden met bloemen waar ze functioneren om stuifmeel over te brengen terwijl ze zich voeden met nectar."

Het ontwikkelen van een duidelijker beeld van de evolutie van insecten was ongrijpbaar gebleken omdat veel van wat is geleerd van oud gesteente, bodem en fossielen komen van de aarde die ooit bedekt was door oceanen, zei Strother. Motten en vlinders leefden boven landmassa's. In aanvulling, hun delicate kenmerken waren gevoelig voor verslechtering voorafgaand aan fossilisatie.

De Utrechtse paleontoloog Bas van de Schootbrugge en collega's verzamelden een portfolio van monsters met gefossiliseerde overblijfselen van motten en vlinders om zorgvuldig de aanwezigheid van Lepidoptera vast te stellen in aardmonsters uit een regio waar de catastrofale overgang tussen Trias en Jura in gesteente wordt bewaard.

De massale uitstervingsgebeurtenis 201 miljoen jaar geleden vernietigde naar schatting 35 procent van alle soorten, wat het voortbestaan ​​en de diversificatie van Lepidoptera des te opmerkelijker maakt.

Om het bewijsmateriaal te verzamelen was een team nodig met Strother en van de Schootbrugee, Timo van Eldijk van de Universiteit Utrecht, destijds een student, Carolien Weijst, en Henk Visscher; evenals Torsten Wappler van het Duitse natuurhistorisch museum Hessisches Landesmuseum Darmstadt, en Hossein Rajaei van Museum für Naturkunde, in Stuttgart.

In 2012, Strother bekeek de objectglaasjes en keek naar algen, schimmels en bodemmicro-organismen. "Dit zijn organische extracties nadat je de mineralen in de monsters hebt opgelost en je kijkt naar alles wat organisch is. Er zijn stuifmeel en sporen. Er zijn andere dingen. Stukjes nagelriemen van planten. Resistent organisch materiaal. Insectenpoten. Negenennegentig procent is plantenresten.

"Het is eigenlijk vijveruitschot, " zei Strotter, verwijzend naar de film van puin die bovenop een plas stilstaand water kan zitten. Een deel van wat Strother zag leek op insecten uit een ander tijdperk, hij zei.

Het project vereiste het koppelen van een reeks bewijzen, verwant aan een wetenschappelijk detectiveverhaal, zei Strother.

"Dit is de ouderwetse ontdekkingswetenschap, " zei Strother. "We kijken naar deze microscopische wereld van dingen die honderden miljoenen jaren geleden leefden en we weten niet wat ze zijn. De uitdaging is:kunnen we erachter komen wat ze zijn? Een deel ervan is het samenstellen van de levensboom, of de evolutie van organismen door de tijd. Het is meer een puzzel of een mysterie."