In bevindingen gepubliceerd op 6 augustus in het tijdschrift Huidige biologie , onderzoekers van het New Jersey Institute of Technology (NJIT), De Chinese Academie van Wetenschappen en de Universiteit van Rennes in Frankrijk hebben een verbluffend 99 miljoen jaar oud fossiel onthuld dat een raadselachtig insectenroofdier uit het Krijt - een 'helmier' (haidomyrmecine) - intact heeft gehouden terwijl het zijn nietsvermoedende laatste slachtoffer omarmde, een uitgestorven familielid van de kakkerlak die bekend staat als Caputoraptor elegans.

De oude ontmoeting, opgesloten in barnsteen teruggevonden uit Myanmar, biedt een gedetailleerde blik op een nieuw geïdentificeerde prehistorische mierensoort Ceratomyrmex ellenbergeri, en presenteert enkele van de eerste directe bewijzen die laten zien hoe hij en andere hellemieren ooit hun moordende eigenschappen gebruikten - hun bizarre, maar dodelijk, zeisachtige kaken in een verticale beweging om de prooi tegen hun hoornachtige aanhangsels te pinnen.

Onderzoekers zeggen dat het zeldzame fossiel dat de voedingsmodus van de helse mier laat zien, een mogelijke evolutionaire verklaring biedt voor zijn ongebruikelijke morfologie en een belangrijk verschil benadrukt tussen enkele van de vroegste verwanten van mieren en hun moderne tegenhangers, die tegenwoordig uniform zijn voorzien van monddelen die grijpen door zijdelings samen te bewegen. De afstamming van de hel, samen met hun opvallende roofzuchtige eigenschappen, vermoedelijk zijn verdwenen samen met vele andere vroege mierengroepen tijdens perioden van ecologische verandering rond het Krijt-Paleogeen-uitstervingsgebeuren 65 miljoen jaar geleden.

"Versteend gedrag is buitengewoon zeldzaam, predatie vooral zo. Als paleontologen, we speculeren over de functie van oude aanpassingen met behulp van beschikbaar bewijs, maar om te zien hoe een uitgestorven roofdier betrapt wordt op het vangen van zijn prooi is van onschatbare waarde, " zei Philip Barden, assistent-professor bij de afdeling Biologische Wetenschappen van het NJIT en hoofdauteur van de studie. "Deze gefossiliseerde predatie bevestigt onze hypothese over hoe de monddelen van de hel mieren werkten ... De enige manier waarop prooien in zo'n opstelling kunnen worden gevangen, is dat de monddelen van de mieren op en neer bewegen in een richting die anders is dan die van alle levende mieren en bijna alle insecten."

"Sinds de eerste helmier ongeveer honderd jaar geleden werd opgegraven, het is een raadsel waarom deze uitgestorven dieren zo verschillen van de mieren die we tegenwoordig hebben, Barden voegde toe. "Dit fossiel onthult het mechanisme achter wat we een 'evolutionair experiment' zouden kunnen noemen, ' en hoewel we talloze van dergelijke experimenten in het fossielenarchief zien, we hebben vaak geen duidelijk beeld van het evolutionaire pad dat tot hen heeft geleid."

Verscheidenheid aan helse mieren en hun hoofddeksels stimuleren

Het team van Barden suggereert dat aanpassingen voor het vangen van prooien waarschijnlijk de rijke diversiteit aan kaken en hoorns verklaren die zijn waargenomen bij de 16 soorten hellemieren die tot nu toe zijn geïdentificeerd. Sommige taxa met ongewapende, langwerpige hoorns zoals Ceratomyrmex grepen blijkbaar de prooi extern, terwijl andere hellemieren zoals Linguamyrmex vladi, of "Vlad de Spietser" ontdekt door Barden en collega's in 2017, werd verondersteld een met metaal versterkte hoorn op zijn kop te hebben gebruikt om prooien te spietsen - een eigenschap die mogelijk werd gebruikt om zich te voeden met de interne vloeistof (hemolymfe) van insecten.

Barden zegt dat de vroegste voorouders van de helse mier eerst het vermogen zouden hebben gekregen om hun monddelen verticaal te bewegen. Dit, beurtelings, zou de monddelen en het hoofd functioneel integreren op een manier die uniek was voor deze uitgestorven afstamming.

"Integratie is een krachtige vormgevende kracht in de evolutionaire biologie ... wanneer anatomische delen voor de eerste keer samenwerken, dit opent nieuwe evolutionaire trajecten naarmate de twee kenmerken samen evolueren, " legde Barden uit. "De gevolgen van deze innovatie in de beweging van de monddelen met de hellemieren zijn opmerkelijk. Hoewel geen enkele moderne mier hoorns heeft, sommige soorten helse mieren hebben hoorns die bedekt zijn met gekartelde tanden, en anderen zoals Vlad worden ervan verdacht zijn hoorn met metaal te hebben versterkt om te voorkomen dat zijn eigen beet zichzelf doorboort."

Om verder te verkennen, de onderzoekers vergeleken de morfologie van het hoofd en het mondstuk van Ceratomyrmex en verschillende andere soorten helle mieren (zoals kop, hoorn- en onderkaakgrootte) met vergelijkbare datasets van levende en fossiele mierensoorten. Het team voerde ook een fylogenetische analyse uit om evolutionaire relaties tussen zowel Krijt- als moderne mieren te reconstrueren. The team's analyses confirmed that hell ants belong to one of the earliest branches of the ant evolutionary tree and are each other's closest relatives. Bovendien, the relationship between mandible and head morphology is unique in hell ants compared to living lineages as a result of their specialized prey-capture behavior. The analyses also demonstrated that elongated horns evolved twice in hell ants.

While the fossil has finally provided Barden's lab with firmer answers as to how this long-lost class of ant predators functioned and found success for nearly 20 million years, questions persist such as what led these and other lineages to go extinct while modern ants flourished into the ubiquitous insects we know today. Barden's team is now seeking to describe species from new fossil deposits to learn more about how extinction impacts groups differentially.

"Over 99% of all species that have ever lived have gone extinct, " said Barden. "As our planet undergoes its sixth mass extinction event, it's important that we work to understand extinct diversity and what might allow certain lineages to persist while others drop out. I think fossil insects are a reminder that even something as ubiquitous and familiar as ants have undergone extinction."