Nei risultati pubblicati il ​​6 agosto sulla rivista Biologia attuale , ricercatori del New Jersey Institute of Technology (NJIT), L'Accademia cinese delle scienze e l'Università di Rennes in Francia hanno svelato uno straordinario fossile di 99 milioni di anni che conserva intatto un enigmatico insetto predatore del Cretaceo—una "formica dell'inferno" (haidomyrmecine)—mentre abbraccia la sua ignara vittima finale, un parente estinto dello scarafaggio noto come Caputoraptor elegans.

L'antico incontro, rinchiuso nell'ambra recuperata dal Myanmar, offre uno sguardo dettagliato su una specie di formica preistorica recentemente identificata Ceratomyrmex ellenbergeri, e presenta alcune delle prime prove dirette che mostrano come esso e altre formiche dell'inferno un tempo usassero le loro caratteristiche assassine:schioccando le loro bizzarre, ma mortale, mandibole simili a falci con un movimento verticale per inchiodare la preda contro le loro appendici simili a corna.

I ricercatori affermano che il raro fossile che dimostra la modalità di alimentazione della formica infernale offre una possibile spiegazione evolutiva per la sua insolita morfologia e mette in evidenza una differenza chiave tra alcuni dei primi parenti delle formiche e le loro controparti moderne, che oggi presentano un apparato boccale uniforme che si afferra muovendosi insieme lateralmente. Il lignaggio delle formiche infernali, insieme ai loro sorprendenti tratti predatori, si sospetta che siano scomparsi insieme a molti altri primi gruppi di formiche durante i periodi di cambiamento ecologico intorno all'evento di estinzione del Cretaceo-Paleogene 65 milioni di anni fa.

"Il comportamento fossilizzato è estremamente raro, predazione specialmente così. Come paleontologi, supponiamo sulla funzione degli antichi adattamenti utilizzando le prove disponibili, ma vedere un predatore estinto colto nell'atto di catturare la sua preda ha un valore inestimabile, " ha detto Phillip Barden, assistente professore presso il Dipartimento di Scienze Biologiche del NJIT e autore principale dello studio. "Questa predazione fossilizzata conferma la nostra ipotesi sul funzionamento dell'apparato boccale della formica infernale... L'unico modo per catturare la preda in una tale disposizione è che l'apparato boccale della formica si muova su e giù in una direzione diversa da quella di tutte le formiche viventi e quasi tutte insetti."

"Da quando la prima formica infernale è stata dissotterrata circa cento anni fa, è stato un mistero il motivo per cui questi animali estinti sono così diversi dalle formiche che abbiamo oggi, " ha aggiunto Barden. "Questo fossile rivela il meccanismo dietro quello che potremmo chiamare un 'esperimento evolutivo, ' e sebbene vediamo numerosi esperimenti di questo tipo nei reperti fossili, spesso non abbiamo un quadro chiaro del percorso evolutivo che li ha portati".

Guidare la diversità delle formiche infernali e dei loro copricapi

Il team di Barden suggerisce che gli adattamenti per la cattura delle prede probabilmente spiegano la ricca diversità di mandibole e corna osservate nelle 16 specie di formiche dell'inferno identificate fino ad oggi. Alcuni taxa con disarmati, corna allungate come Ceratomyrmex apparentemente afferravano la preda esternamente, mentre altre formiche infernali come Linguamyrmex vladi, o "Vlad the Impaler" scoperto da Barden e colleghi nel 2017, si pensava che avesse usato un corno rinforzato in metallo sulla testa per infilzare la preda, un tratto potenzialmente utilizzato per nutrirsi del liquido interno (emolinfa) degli insetti.

Barden dice che i primi antenati delle formiche infernali avrebbero prima acquisito la capacità di muovere verticalmente l'apparato boccale. Questo, a sua volta, integrava funzionalmente l'apparato boccale e la testa in un modo che era unico per questo lignaggio estinto.

"L'integrazione è una potente forza modellante nella biologia evolutiva... quando le parti anatomiche funzionano insieme per la prima volta, questo apre nuove traiettorie evolutive mentre le due caratteristiche si evolvono di concerto, " ha spiegato Barden. "Le conseguenze di questa innovazione nel movimento dell'apparato boccale con le formiche infernali sono notevoli. Sebbene nessuna formica moderna abbia corna di alcun tipo, alcune specie di formiche infernali possiedono corna ricoperte di denti seghettati, e si sospetta che altri come Vlad abbiano rinforzato il suo corno con del metallo per impedire al suo stesso morso di impalarsi."

Per approfondire, i ricercatori hanno confrontato la morfologia della testa e dell'apparato boccale di Ceratomyrmex e diverse altre specie di formiche infernali (come testa, corno e dimensioni della mandibola) con dataset simili di specie di formiche viventi e fossili. The team also conducted a phylogenetic analysis to reconstruct evolutionary relationships among both Cretaceous and modern ants. 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. Inoltre, 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."