Een internationaal team van wetenschappers heeft een voorheen onbekende uitgestorven mierensoort ontdekt, ingekapseld in een uniek stuk barnsteen uit Afrika. Met behulp van de röntgenlichtbron PETRA III van het Duitse Electron Synchrotron (DESY) in Hamburg hebben de onderzoekers van de Friedrich Schiller Universiteit Jena, de Universiteit van Rennes in Frankrijk, de Universiteit van Gdansk in Polen en het Helmholtz-Zentrum Hereon in Geesthacht, Duitsland, had de cruciale fossiele overblijfselen van 13 individuele dieren in de barnsteen onderzocht en besefte dat ze niet konden worden toegeschreven aan een eerder bekende soort.

De naam die aan de nieuwe soort en geslacht wordt gegeven is †Desyopone hereon gen. en sp. nov. Op deze manier eren de wetenschappers de twee betrokken onderzoeksinstellingen - DESY en Hereon - die aanzienlijk hebben bijgedragen aan deze vondst met behulp van moderne beeldvormingstechnieken. Uiteindelijk was het alleen mogelijk om de nieuwe soort en geslacht te identificeren door de combinatie van uitgebreide fenotypegegevens van scans en recente bevindingen uit genoomanalyses van levende mieren. Het team rapporteert over de ontdekking in het onderzoekstijdschrift Insects .

Ponerinae in plaats van Aneuretinae

Eerste anatomische vergelijkingen brachten de wetenschappers ertoe te veronderstellen dat de dieren een soort van Aneuretinae waren, een bijna uitgestorven onderfamilie van mieren die tot nu toe alleen bekend was door fossielen en door een enkele levende soort uit Sri Lanka. Maar ze hebben deze identificatie herzien dankzij de afbeeldingen met hoge resolutie die zijn verkregen door synchrotron-microcomputertomografie.

"Het complexe taillesegment en de grote maar rudimentaire kaken - de monddelen - zijn ons meer bekend van de Ponerinae, een dominante groep roofmieren", zegt Brendon Boudinot, die momenteel aan de Universiteit van Jena werkt op een Humboldt Research Fellowship . "Om deze reden hebben we de nieuwe soort en het geslacht aan deze onderfamilie toegewezen, ook al heeft het een uniek uiterlijk, omdat de lange taille en de verder niet-vernauwde buik meer doen denken aan de Aneuretinae."

De huidige onderzoeksresultaten dragen er ook toe bij om mannelijke mieren meer in de schijnwerpers te zetten van evolutionair onderzoek. "Omdat ze zo'n andere lichaamsvorm hebben in vergelijking met de werkmieren, die allemaal vrouwelijk zijn, heeft onderzoek hen lange tijd verwaarloosd. Dit komt omdat mannetjes gewoon te vaak over het hoofd worden gezien omdat ze niet goed kunnen worden geclassificeerd", zegt mierenexpert Boudinot. "Onze resultaten werken niet alleen de literatuur bij over het identificeren van mannelijke mieren, maar laten ook zien dat door het begrijpen van mannelijke specifieke kenmerken, zoals de geslachtsspecifieke vorm van de onderkaak, we meer kunnen leren over de evolutionaire patronen van vrouwelijke mieren."

Dit komt omdat de onderzoekers in de huidige studie een fundamenteel patroon hebben geïdentificeerd dat bij alle mieren voorkomt, namelijk dat mannelijke en vrouwelijke onderkaken bij de meeste soorten hetzelfde ontwikkelingspatroon volgen, zelfs als ze er heel anders uitzien.

Unieke barnsteen

Het dateren van de vondst stelde de wetenschappers ook voor een aantal uitdagingen, omdat de barnsteen zelf net zo uniek is als de organismen erin. "Het stuk met deze mieren is van de enige barnsteenafzetting in Afrika tot nu toe waarin fossiele organismen in insluitsels zijn opgenomen. In totaal zijn er maar een paar fossiele insecten van dit continent. Hoewel barnsteen al lang als sieraden wordt gebruikt door de lokale bevolking in de regio , is de wetenschappelijke betekenis ervan pas de afgelopen tien jaar duidelijk geworden voor onderzoekers", legt Vincent Perrichot van de Universiteit van Rennes uit.

"Het exemplaar biedt daarom wat momenteel een uniek inzicht is in een oud bosecosysteem in Afrika." Het dateert uit het vroege Mioceen en is 16 tot 23 miljoen jaar oud, zegt Perrichot. De gecompliceerde datering ervan was alleen indirect mogelijk door de ouderdom te bepalen van de fossiele palynomorfen - de sporen en het stuifmeel - ingesloten in het barnsteen.

Moderne methoden om in het verre verleden te kijken

Dergelijke onderzoeksresultaten zijn alleen mogelijk door het gebruik van state-of-the-art technologie. Omdat het genetische materiaal van fossielen niet kan worden geanalyseerd, zijn nauwkeurige gegevens en observaties over de morfologie van dieren bijzonder belangrijk. Uitgebreide gegevens kunnen worden verkregen met behulp van beeldvormingstechnieken met hoge resolutie, zoals microcomputertomografie (CT), waarbij röntgenstralen worden gebruikt om door alle lagen van het monster te kijken.

"Omdat de te onderzoeken mieren in barnsteen erg klein zijn en slechts een zeer zwak contrast vertonen in klassieke CT, hebben we de CT uitgevoerd op ons meetstation, dat gespecialiseerd is in dergelijke microtomografie", legt Jörg Hammel van de Helmholtz Zentrum Hereon. "Dit leverde de onderzoekers een stapel afbeeldingen op die in feite het monster toonden dat stuk voor stuk werd bestudeerd."

Samen leverden deze gedetailleerde driedimensionale beelden op van de interne structuur van de dieren, waarmee de onderzoekers de anatomie nauwkeurig konden reconstrueren. Dit was de enige manier om precies de details te identificeren die uiteindelijk leidden tot de bepaling van de nieuwe soort en het nieuwe geslacht. + Verder verkennen

Paddenstoel groeit uit gefossiliseerde mier onthult nieuw geslacht en soort schimmelparasiet