I ricercatori dello Yale-NUS College di Singapore e dell'University College Cork (UCC) in Irlanda hanno analizzato le scaglie conservate di casi di ali di due punteruoli fossili del tardo Pleistocene (circa 13, 000 anni fa) per comprendere meglio l'origine delle nanostrutture di diffusione della luce presenti negli insetti di oggi.

I ricercatori, guidato da Yale-NUS Assistant Professor of Science (Life Sciences) Vinod Kumar Saranathan e dai paleobiologi UCC Drs Luke McDonald e Maria McNamara, scoperto che le custodie delle ali dei punteruoli fossili contenevano "diamanti" fotonici conservati, uno dei tanti tipi di cristallo come struttura nanoscopica che interagisce con la luce per produrre alcuni dei colori più brillanti e puri in natura.

I rivestimenti esterni di molti insetti comprendono unità ripetitive disposte in una formazione cristallina che interagiscono con la luce visibile per produrre colori strutturali, che in genere hanno un metallo, aspetto cangiante. Per molti di questi insetti, i colori iridescenti svolgono una varietà di funzioni tra cui mimetizzazione, segnalando potenziali compagni, e allertare i predatori. Ad oggi, la storia evolutiva di queste complesse strutture tissutali non è stata chiaramente definita. Questo studio mette in evidenza il grande potenziale dei reperti fossili come mezzo per portare alla luce la storia evolutiva dei colori strutturali, non solo nei tonchi ma anche in altri insetti, e apre la strada a ulteriori ricerche sullo sviluppo di queste nanostrutture di diffusione della luce e dei colori vivaci a cui danno origine.

I ricercatori hanno utilizzato potenti microscopi elettronici e tecniche di diffusione dei raggi X di sincrotrone e di modellazione ottica all'avanguardia per identificare e caratterizzare una rara nanostruttura di cristalli fotonici 3D nelle scaglie del tonchio fossile, le cui tonalità blu e verde sono molto simili a quelli dei tonchi moderni dello stesso genere, rivelando una disposizione simile a un diamante. Le istanze di nanostrutture 3-D sono estremamente rare nei reperti fossili. Questo studio segna la seconda volta che tali nanostrutture sono state trovate. L'unica altra istanza di tali nanostrutture trovata nei reperti fossili di un altro punteruolo è stata scoperta anche da Asst Prof Saranathan e Dr. McNamara.

Il fatto che colori verdi molto simili al substrato siano stati mantenuti per centinaia di migliaia di generazioni suggerisce che le stesse pressioni selettive per il camuffamento abbiano agito su questi tonchi. Ciò è coerente con un recente studio dell'Asst Prof Saranathan e del sistematista dei punteruoli Dr. Ainsley Seago che suggerisce che i colori dei punteruoli si siano evoluti inizialmente per mimetizzarsi tra il loro sfondo frondoso, prima di diversificarsi per altre funzioni come segnalare potenziali compagni o scoraggiare i predatori.

Asst Prof Saranathan, che detiene un incarico simultaneo presso il Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università Nazionale di Singapore, disse, "È molto interessante scoprire che prima gli insetti sembrano evolvere complesse architetture in nanoscala 3-D per sfuggire ai predatori mimetizzandosi con il loro sfondo (di solito marrone o verde). Solo in seguito questi colori divergono per altri usi, come segnalare potenziali compagni o come avvertimento ai predatori che l'insetto non vale la pena di essere mangiato".