Restauração ecológica de mariposas na floresta de âmbar birmanesa do Cretáceo. Crédito:Yang Dinghua
Os pesquisadores podem determinar a cor de um inseto de 200 milhões de anos? Cientistas da China, A Alemanha e o Reino Unido têm novas evidências que revelam a verdadeira cor dos fósseis de insetos. A pesquisa foi publicada recentemente em Avanços da Ciência .
As cores estruturais evoluíram em uma miríade de animais e plantas e resultam da dispersão seletiva do comprimento de onda da luz incidente. Essas cores são normalmente mais vibrantes e visualmente atraentes do que as produzidas por pigmentação e muitas vezes são multifuncionais, desempenhando papéis importantes na sinalização sexual intraespecífica, aposematismo e cripsis.
Os lepidópteros exibem em suas escamas algumas das mais diversas cores estruturais produzidas por insetos. Essa diversidade sem dúvida contribuiu para o sucesso evolutivo da ordem. Apesar do interesse sustentado pela estrutura, desenvolvimento, e propriedades fotônicas e outras propriedades biomiméticas de escalas de lepidópteros em estudos neontológicos, bem como pesquisas recentes sobre cores estruturais em besouros fósseis e penas, a profunda história evolutiva de escamas e cores estruturais em lepidópteros é mal compreendida.
Recentemente, pesquisadores do Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing (NIGP) da Academia Chinesa de Ciências e seus colegas da Alemanha e do Reino Unido relataram arquiteturas em escala de lepidópteros jurássicos do Reino Unido, Alemanha, Cazaquistão e China, junto com Tarachoptera (um grupo de caule de Amphiesmenoptera) do âmbar birmanês médio do Cretáceo.
Eles usaram microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e microscopia confocal de varredura a laser (CLSM) para revelar a morfologia bruta e ultraestrutura das escamas.
Tarachoptera do âmbar birmanês médio do Cretáceo. Crédito:ZHANG Qingqing et al.
Usando os parâmetros ultraestruturais identificados em espécimes jurássicos, eles demonstraram o uso de modelagem óptica para descrever as propriedades ópticas teóricas do arranjo de escala de bicamada tipo 1, fornecendo assim a evidência mais antiga de cores estruturais no registro fóssil de inseto.
Os lepidópteros jurássicos exibem uma vestimenta em escala de duas camadas do tipo 1:uma camada superior de grande, escamas de cobertura fundidas e uma camada inferior de pequenas, escalas de solo fundidas. Este arranjo de escala, além de ornamentação em espinha de peixe preservada na superfície da escala de cobertura, são quase idênticos aos de alguns Micropterigidae existentes. Criticamente, as ultraestruturas à escala fóssil possuem periodicidades medindo de 140-2000 nm e são, portanto, capazes de espalhar luz visível.
A modelagem óptica confirma que os mecanismos de espalhamento relacionados à difração dominam as propriedades fotônicas das escalas de cobertura fóssil, que teria exibido tons metálicos de banda larga como em numerosos Micropterigidae existentes.
As escalas fósseis de taracópteros exibem um conjunto único de características, incluindo tamanho pequeno, forma alongada-espatulada, ornamentação estriada e arranjo irregular, fornecendo uma nova visão sobre a evolução inicial das escalas de lepidópteros. Combinado, esses novos resultados fornecem as primeiras evidências de coloração estrutural em fósseis de lepidópteros e apóiam a hipótese de que as escamas fundidas das asas e a cobertura de bicamada do tipo -1 são características fundamentais do grupo.
Asas e escamas de lepidópteros jurássicos e micropterigídeos existentes. Crédito:ZHANG Qingqing et al.
"Essas descobertas têm implicações mais amplas, "disse o Prof. WANG Bo do NIGP, o líder do grupo de pesquisa. A ocorrência generalizada de escamas de asas em lepidópteros jurássicos e taracópteros sugere fortemente que as escamas de asas (incluindo alguns morfotipos possivelmente desconhecidos) eram comuns em Anfiesmenópteros do caule antes de seu apogeu nos Lepidópteros.
Dada a presença de coloração estrutural nesses lepidópteros fósseis basais, o advento dos principais clados de lepidópteros pelo Cretáceo levanta a possibilidade de que esta radiação taxonômica pode ter sido acompanhada por um aumento da diversidade na forma de escala, microestrutura e efeitos ópticos.
Estudos futuros irão caracterizar a resposta óptica de nanoestruturas de escala em outros espécimes fósseis e fornecerão evidências para a presença de pigmentos de escala em lepidópteros fósseis, a fim de informar modelos da evolução das cores estruturais em lepidópteros.
