Visitando un collega in Germania nel 2012, Il professore di ricerca del Boston College Paul K. Strother stava esaminando campioni di terreno alla ricerca di polline, spore, pezzi di piante e zampe di insetti - detriti organici che altrimenti avrebbero potuto essere considerati "feccia di stagno" quando sono stati intrappolati nei sedimenti durante eventi catastrofici della terra 200 milioni di anni fa.

Gli scivoli di campioni di roccia perforati nella campagna tedesca includevano del materiale che sembrava familiare a Strother, un ricercatore del Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente presso il Weston Observatory del Boston College, che studia l'origine e la prima evoluzione delle piante terrestri. Quello che vide erano caratteristiche simili a quelle trovate nelle ali degli insetti.

La ruga era che questi tipi di falene e farfalle - noti come lepidotteri - si è a lungo ipotizzato che si fossero evoluti da 50 a 70 milioni di anni dopo, durante il periodo cretaceo, quando emersero le prime piante da fiore come loro principale fonte di cibo.

"Il consenso è stato che gli insetti seguissero i fiori, " disse Strother, co-autore di "Una finestra Triassico-Giurassica sull'evoluzione dei lepidotteri, "un nuovo rapporto pubblicato oggi in Progressi scientifici . "Ma sarebbero passati 50 milioni di anni da quello che dicevano le ali. Era strano a dir poco, che ci sarebbero state farfalle prima che ci fossero i fiori."

Cinque anni dopo, Strother e colleghi dei musei di storia naturale in Germania e di un'università nei Paesi Bassi hanno sviluppato un caso scientifico che mostra che i lepidotteri si sono evoluti prima di quanto precedentemente stabilito, emergendo durante il periodo giurassico.

fiori assenti, riferiscono i ricercatori, falene e farfalle primitive, conosciuta come la Glossata, ha sviluppato gli attributi fisici - vale a dire la proboscide succhiatrice - per trovare nutrimento attingendo goccioline d'acqua dalle punte dei semi immaturi di gimnosperme.

"Quello che abbiamo scoperto è che queste farfalle e falene con apparato boccale si nutrivano di goccioline di polline di semi di gimnosperme - dalle conifere legate ai pini, piante da seme senza frutti e fiori. Si nutrivano dei semi portati dai coni - principalmente come fonte d'acqua, " disse Strother.

Persino Charles Darwin definì la misteriosa evoluzione delle piante da fiore "un abominevole mistero". Gli scienziati hanno calcolato che le piante da fiore hanno preceduto gli insetti che si sono nutriti di loro. Ma i ricercatori hanno gradualmente iniziato a mettere insieme prove che falene e farfalle esistevano prima del periodo Cretaceo, iniziata 145 milioni di anni fa.

Le scoperte del team gettano nuova luce sul classico esempio di coevoluzione:l'interazione evolutiva tra insetti impollinatori - mosche, api, vespe, farfalle e falene - e angiosperme, o fiori, ha detto Strother.

"La nostra scoperta non cambia questo, ma invece, dimostra che la Glossata - che ha dato origine ai Lepidotteri - si è evoluta prima per adattamento alimentare agli ovuli gimnospermi, o le goccioline di polline, " ha detto Strother. "Questi insetti hanno poi trasferito la loro preferenza alimentare sulle angiosperme, e, di conseguenza, hanno finito per co-evolvere con i fiori dove funzionano per trasferire il polline mentre si nutrono di nettare".

Lo sviluppo di un'immagine più chiara dell'evoluzione degli insetti si è rivelato elusivo perché molto di ciò che si apprende dall'antica roccia, suolo e fossili provengono dalla terra un tempo coperta dagli oceani, disse Strother. Falene e farfalle vivevano su masse di terra. Inoltre, le loro delicate caratteristiche erano soggette a deterioramento prima della fossilizzazione.

Il paleontologo dell'Università di Utrecht Bas van de Schootbrugge e colleghi hanno assemblato un portfolio di campioni contenenti resti fossili di falene e farfalle per stabilire attentamente la presenza di lepidotteri in campioni di terra provenienti da una regione in cui è conservata la transizione catastrofica tra Triassico e Giurassico nella roccia.

L'evento di estinzione di massa 201 milioni di anni fa ha spazzato via circa il 35 percento di tutte le specie, il che rende ancora più notevole la sopravvivenza e la diversificazione dei lepidotteri.

L'assemblaggio delle prove richiedeva una squadra che includeva Strother e van de Schootbrugee, Timo van Eldijk dell'Università di Utrecht, uno studente universitario all'epoca, Carolien Weijst, e Henk Visscher; così come Torsten Wappler del museo tedesco di storia naturale Hessisches Landesmuseum Darmstadt, e Hossein Rajaei del Museum fur Naturkunde, a Stoccarda.

Nel 2012, Strother stava esaminando i vetrini dei campioni osservando le alghe, funghi e microrganismi del suolo. "Queste sono estrazioni organiche dopo che hai sciolto i minerali nei campioni e stai guardando tutto ciò che è organico. Ci sono polline e spore. Ci sono altre cose. Pezzi di cuticole vegetali. Materiale organico resistente. Zampe di insetti. Il novantanove per cento sono detriti vegetali.

"È fondamentalmente schiuma di stagno, " disse Strother, riferendosi al film di detriti che può sedersi in cima a una pozza d'acqua stagnante. Parte di ciò che vide Strother sembrava simile a insetti di un'altra epoca, Egli ha detto.

Il progetto richiedeva di collegare una serie di prove, simile a un romanzo poliziesco scientifico, disse Strother.

"Questa è la scienza antiquata della scoperta, " ha detto Strother. "Stiamo guardando questo mondo microscopico di cose che sono vissute centinaia di milioni di anni fa e non sappiamo cosa siano. La sfida è:riusciamo a capire cosa sono? Parte di esso è mettere insieme l'albero della vita, o l'evoluzione degli organismi nel tempo. È più come un puzzle o un mistero".