BORBOLETAS NO TEMPO DOS DINOSSAUROS, COM APENAS UMA FLOR A VISTA.

Borboletas do Jurássico desapareceram totalmente 45 milhões de anos antes da primeira lagarta resolver crescer e se tornar uma linda borboleta. De novo.

Por Qiang Yang, Yongjie Wang, Conrad C. Labandeira, Chungkun Shih e Dong Ren - Yang q., Wang y., Labandeira c. c., Shih c., ren d. (2014). " Mesozoic lacewings from China provide phylogenetic insight into evolution of the Kalligrammatidae (Neuroptera)". BMC evolutionary biology 14 (1): 126. doi:. 10,1186 / 1471-2148-14-126, cc by 2.0,

Por Qiang Yang, Yongjie Wang, Conrad C. Labandeira, Chungkun Shih e Dong Ren – Yang q., Wang y., Labandeira c. c., Shih c., ren d. (2014). “Mesozoic lacewings from China provide phylogenetic insight into evolution of the Kalligrammatidae (Neuroptera)“. BMC evolutionary biology 14 (1): 126. doi:. 10,1186 / 1471-2148-14-126, cc by 2.0.

Os biólogos Steven Jay Gould e Simon Conway Morris famoso por juntar duas cabeças em um experimento de pensamento simples: se tivéssemos de “rebobinar a fita” da vida e permitir-lhe jogar de novo, teríamos que obter o mesmo resultado?
Gould argumentou não. Não só a vida seria radicalmente diferente, mas as chances são grandes de que nada semelhante aos seres humanos teriam evoluído. A evolução adiantada da vida complexa na forma Ediacarana e a explosão cambriana produziria um monte de criaturas bizarras não relacionadas com nada vivo hoje e muitos seriam extintos, provavelmente, devido a nada mais do que má sorte.

Conway Morris argumentou que sim: sem qualquer tipo de meta, as leis imutáveis da física e demandas dos ambientes da Terra ditam que mais ou menos as mesmas criaturas evoluíram várias vezes na Terra. Tal processo, argumentou ele, inevitavelmente resulta no surgimento de seres com inteligência elevada. Em outras palavras, o ambiente induz a evolução de mais ou menos as mesmas soluções (embora pequenos detalhes podem, obviamente, ser diferentes) quando os grupos independentes de organismos se moverem nos mesmos ambientes. E, de fato, há inúmeros exemplos de tal evolução convergente: golfinhos e ictiossauros, cactos nas Américas e euphorbias na África, tigres-dente-de-sabre marsupiais e placentários.
Por outro lado, Peter Bowler, um revisor que escreveu sobre o livro livro de Conway Morris da chamado Crucible of Creation pela American Scientist, argumentou que os argumentos de Conway Morris são persuasivos até você considerar que muitas criaturas bem sucedidas parecem não ter nenhum outro paralelo na história da Terra – cangurus, por exemplo. Outro exemplo que me vem à mente são os trilobitas, embora um caso poderia ser dos isópodes gigantes como trilobitas.

É uma questão séria (especialmente em um bar com bebidas), que em última análise é irrespondível. Mas os argumentos de Conway Morris têm certamente recebido um impulso de um exemplo notável de convergência que se tornou recentemente claro ao longo dos últimos anos, mais recentemente no Proceedings da Royal Society B, e também há alguns anos na BMC Evolutionary Biology.

Aparentemente, o caminho de volta quando os dinossauros dominavam a Terra, um grupo de insetos chamado borboletas-lacewings foram produzidos. Não as borboletas que vemos voando em torno da  atual ordem Lepidoptera, mas flutuante, batendo as asas, sugando  néctar, no entanto, com as asas decoradas com manchas ocelares, veias e escamas.

Por Qiang Yang, Yongjie Wang, Conrad C. Labandeira, Chungkun Shih e Dong Ren - Yang q., Wang y., Labandeira c. c., Shih c., ren d. (2014). " Mesozoic lacewings from China provide phylogenetic insight into evolution of the Kalligrammatidae (Neuroptera)". BMC evolutionary biology 14 (1): 126. doi:. 10,1186 / 1471-2148-14-126, cc by 2.0,

Por Qiang Yang, Yongjie Wang, Conrad C. Labandeira, Chungkun Shih e Dong Ren – Yang q., Wang y., Labandeira c. c., Shih c., ren d. (2014). “Mesozoic lacewings from China provide phylogenetic insight into evolution of the Kalligrammatidae (Neuroptera)“. BMC evolutionary biology 14 (1): 126. doi:. 10,1186 / 1471-2148-14-126, cc by 2.0.

Reconstrução Do Kalligrammatid Lacewing Orogramma Illecebrosa na planta Williamsonia, Alimentação em um conífera. Note o fóssil no painel (E) acima e a semelhança misteriosa da asa posterior a parte caudal WWII B-17 Flying Fortress BOMBER. FIG. S6I DE Labandeira et AL, 2016.

Reconstrução Do Kalligrammatid Lacewing Orogramma Illecebrosa na planta Williamsonia, Alimentação em um conífera. Note o fóssil no painel (E) acima e a semelhança misteriosa da asa posterior a parte caudal WWII B-17 Flying Fortress BOMBER. FIG. S6I DE Labandeira et AL, 2016.

As borboletas do Mesozóico parecem ter aparecido tão semelhante a encarnação das atuais que em alguns passos você provavelmente não iria notar a diferença. Eles evoluíram a 165 milhões de anos atrás, desaparecendo apenas 45 milhões de anos mais tarde, um total de 45 milhões de anos antes da primeira lagarta moderna decidir crescer e se tornar uma bela borboleta. Mais uma vez.

Ah, e essas primeiras borboletas não frequentavam flores, porque as flores eram ainda um brilho nos olhos da Mãe Natureza. O primeiro fóssil com peças definitivamente florais data 125 milhões de anos atrás – com o tempo essas borboletas antigas foram sendo extintas – mas a primeira flor deve ter evoluído pelo menos um pouco antes disso. As flores que existiam eram pequenas, discretas, pequenos organismos aquáticos, com tubos florais que nao eram amigos das borboletas.

Em vez disso, essas borboletas Jurássicas parecem ter pousado em sementes de árvores de coníferas. Embora eles não tivessem flores, estas plantas tinham cones artesanais cravejados de longos tubos que terminavam em néctar e pólen. E néctar + inseto, evidentemente, são os pré-requisitos para a evolução cozinhar até uma borboleta.
As borboletas do Cretáceo são mais formalmente conhecido como kalligrammatidae. Os Lacewings (asa-rendadas) vivem na Terra até hoje. Seus membros incluem grupos pouco conhecidos como as formigas-leão (também encantadoramente chamados doodle-bugs por causa das faixas que as larvas fazem na areia); mosca-coruja; asa-sedosa, isca-alado, e lacewings-de-fio-alado.

By Thomas Bresson - Chrysopidae sp. Baixado de by computerhotline, cc by 2.0.

By Thomas Bresson – Chrysopidae sp. Baixado de by computerhotline, cc by 2.0.

Os insetos tem epônimos finos e transparentes, asas com as veias corajosamente reticuladas. Os exemplares modernos têm geralmente peças bucais mastigatórias, porque os jovens e adultos tendem a comer outros insetos. Notavelmente, os jovens podem também sobrevivem perfurando e com peças buscais sugatórias (arrepio) realizando o mesmo objetivo.
Os exemplares fósseis de Kalligrammatid são conhecidos há algum tempo, mas a maioria dos espécimes foram mal preservados, o que limita o que podemos dizer sobre eles. Em seguida, uma coleção de espécimes maravilhosamente preservada surgiu no nordeste da China em depósitos de lagos, uma fonte comum de fósseis requintados. O assentamento tranquilo de animais em sedimentos finos em fundos do lago e a relativa falta de oxigênio favoreceram a boa fossilização. Tais fósseis podem render detalhes da superfície e às vezes até padrões de cores.

DESENHO FOLHA DE PROVA DAS Um fóssil de KALLIHEMEROBIINAE GEN. ET SP. Indet. (JIU, vista dorsal) a partir do Jurássico Médio LATE (Jiulongshan FM., 165 MA, JIU) do nordeste da China. AS CORES FALSOS da sobreposição SHOW: AMARELO - tromba; VERDE - palpos maxilares; ROXO - ANTENAS; ORANGE - LABRUM; BLUE - olhos compostos. Barra de escala de 5 mm. FIG. S1P DE Labandeira et al. De 2016.

Um fóssil de Kallihemerobiinae Gen et SP. Indet. (JIU, vista dorsal) a partir do Jurássico Médio LATE (Jiulongshan FM., 165 MA, JIU) do nordeste da China. As falsas cores da sobreposição mostram: Amarelo – tromba; Verde – palpos maxilares; Roxo – Antenas: laranja-labrum: azul – olhos compostos. Barra de escala de 5 mm. FIG. S1P DE Labandeira et al. De 2016.

Kalligrammatideos parecem ter vivido quase exclusivamente em terra do que é hoje a Europa e Ásia durante o Jurássico e Cretáceo. Eles eram grandes, com uma envergadura de mais de seis polegadas, e teriam sido alguns dos insetos maiores e mais visíveis durante o dia. Seria preciso imaginá-los voando e passado por um rebanho de dinossauros de campo.
As borboletas modernas são definidas pelo conjunto de características que inclui atividades diurnas, espirotromba – como peças bucais de sucção, padrões asa com manchas ocelares e escamas nas asas (Lepidoptera significa literalmente “asa de escama”) de comprimento. Todas essas características que podem ser determinados a partir fósseis estão presentes em kalligrammatideos.
Os fósseis nos dizem que os primeiros kalligrammatideos compartilhavam o aparelho bucal de mascar que caracterizam os exemplares atuais, e também não tinham manchas laterais ou escamas. Mas, mais tarde, seus aparelhos bucais adquiriram uma estrutura semelhante a tromba para beber o néctar, uma transição de estrutura bucal ancestral que as borboletas modernas sofreram também. Em ambos os grupos, peças bucais de mastigação separadas fundiram-se em trombas que são longas, flexíveis e não têm estruturas de perfuração.

Kalligrammatideos também tiveram uma ou mais bombas dentro de suas cabeças para a geração de sucção, assim como as borboletas modernas. Ambos os grupos também parecem ter trombas com variedades de espessuras e comprimentos para a coleta do néctar de plantas diferentes.
Pontos e manchas ocelares com contraste vivamente em anéis concêntricos de cor também apareceram brevemente na superfície superior das asas. Eles provavelmente foram escolhidos por seleção natural, pelas mesmas razões que borboletas usam atualmente: assustar predadores como pássaros cedo ou pequenos dinossauros, ou na falta deste, desviar as asas para fora do corpo.

TIPO 1 de mancha ocelar em asa de Kalligrammatid Orogramma Illecebrosa. Observe os dois anéis externos e cerca de 15 pintas pequenas em torno da mancha negra central. FIG. 1L DE Labandeira et al. De 2016.

TIPO 1 de mancha ocelar em asa de Kalligrammatid Orogramma Illecebrosa. Observe os dois anéis externos e cerca de 15 pintas pequenas em torno da mancha negra central. FIG. 1L DE Labandeira et al. De 2016.

Manchas ocelares modernas de Borboleta olho da coruja. Seta aponta para o centro da mancha ocelar. FIG. 2k Labandeira et al. De 2016.

Manchas ocelares modernas de Borboleta olho da coruja. Seta aponta para o centro da mancha ocelar. FIG. 2k Labandeira et al. De 2016.

Pelo menos seis diferentes tipos de manchas foram encontradas em fósseis até agora. Vários deles se assemelham aos de borboletas modernas, e um tipo – Tipo 1 – evoluiu pelo menos três vezes separadas dentro dos Kalligramatideos.
Algo sobre esse padrão deve ser extremamente benéfico para borboletas. O pigmento melanina – um composto de blindagem do UV encontrado na pele humana e em quase todos os organismos vivos, com exceção, por algum motivo, de aracnídeos – pode até ter sido presente na parte escura das manchas ocelares, embora a evidência para isso não seja conclusiva. Isto, também, é uma estratégia empregada por borboletas modernas.

Três grupos diferentes de plantas eram alvos mais prováveis para as trombas de kalligrammatidae: Cicas, Caytonialeanas e Bennettitaleanas. Todas as três foram ou são gimnospermas, plantas com sementes nuas, como os pinheiros e abetos vermelhos que fazem sementes geralmente em cones, mas não fazem flores. Cycadaceas que ainda estão entre nós, embora em nada como os números ou a diversidade visto no Mesozóico. Muitas vezes chamado de palmas sagu, eles se parecem com palmeiras.
Benettitaleanas e Caytonialeanas também eram árvores com sementes do tipos de samambaias que provavelmente tinham algumas, talvez muitas, semelhança com cicas.

Por Matteo de Stefano / Muse este arquivo foi carregado por muse -. Museu de Ciência de Trento em cooperação com wikimedia italia, cc by-sa 3.0.

Por Matteo de Stefano / Muse este arquivo foi carregado por muse -. Museu de Ciência de Trento em cooperação com wikimedia italia, cc by-sa 3.0.

Ambos os grupos fizeram estruturas reprodutivas com sacos polínicos e ovos enterrados profundamente dentro e ao lado de glândulas secretoras à produção de alimentos e de “gotículas de polinização”, o tipo de configuração que se beneficiaria de uma longa e flexível estrutura em anexo para transporte aéreo de néctar. Considerando esta hipótese, as análises do que parece ser um kalligrammatideo que morreu com uma bola de comida presa em sua garganta revela um bolo com um elevado teor de carbono de acordo com o néctar.
Os fósseis de kalligrammatideos foram encontrados com o que equivale a migalhas de pólen perto de suas peças bucais também parecem sugerir lanches de pólen, um hábito para a aquisição de proteína que também passa a ser uma boa maneira para polinizar uma planta. Se o néctar e o pólen eram realmente suas fontes de alimento, eles são consistentes com a dieta das borboletas modernas.

Sabemos também que estas plantas hospedeiras separavam suas partes masculinas e femininas ambos na mesma planta ou em plantas inteiramente diferentes para desencorajar a endogamia. O vento seria apenas marginalmente eficaz no fornecimento de pólen nesta configuração, mas insetos – que viviam nessas coníferas resolveriam o problema em um instante.
Alguns dos kalligrammatids também parecem ter tido um oviducto curvado, em dente de serra para cortar plantas abertas e depositar ovos dentro, como em I, J e K abaixo (e também na imagem reconstruída, supra).

Kalligramma brachyrhyncha mostrando inseto inteiro com seta apontando para probóscide (h) Oregramma illecebrosa mostrando tromba (seta) e ovipositor (box). Close no aparelho ovipositor (j) e (k). fig. 1h, i, j, e k labandeira et al. de 2016.

Kalligramma brachyrhyncha mostrando inseto inteiro com seta apontando para probóscide (h) Oregramma illecebrosa mostrando tromba (seta) e ovipositor (box). Close no aparelho ovipositor (j) e (k). fig. 1h, i, j, e k labandeira et al. de 2016.

As larvas de Kallagrammatideo que cresciam e alimentavam nestas plantas poderiam explicar os túneis de insectos visíveis encontrados dentro fósseis Williamsonios, uma planta Bennettitaleana.
Quantos tipos de kalligrammatideo estava lá? A partir dos fósseis que temos, pensamos que havia pelo menos 20 gêneros com 51 espécies. Mas fósseis, certamente, representam apenas uma pequena fatia da diversidade real que existia.

O que acabou com a festa de 40 milhões de anos dos kalligrammatideos? Seria as plantas com flores, cuja proliferação parece ter impulsionado à extinção de Bennittitaleans – ou, pelo menos, ter tomado vantagem de seu desaparecimento se envolvendo em uma série de novos negócios imobiliários favoráveis – e 45 milhões de anos depois inaugurou o aparecimento de hordas de suas próprias equipes de apoio, as borboletas

Para Conway Morris, para mim, e para muitos outros, é impressionante como muitas vezes a evolução produziu as mesmas soluções para os mesmos problemas nos mesmos habitats com presumivelmente as mesmas pressões seletivas, começando com matéria-prima muito diferente. Tal como acontece com a maioria dos argumentos desta natureza, a verdade provavelmente está entre os dois extremos. Na minha opinião, a Terra repete sem dúvida muitas similaridades – talvez surpreendentemente assim – com os organismos que vemos hoje. E provavelmente também algumas surpresas grandes. Será que a vida profundamente inteligente evoluiu mais de uma vez? Por que eu não tenho resposta, pois temos evoluído, mas uma vez. Podemos ser cangurus, ou podemos ser borboletas cujas cópias vão olhar para trás em nossos milhões de anos, portanto com tanto espanto como olhamos para kalligrammatideo.

Fonte: Scientific American

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Referências

Labandeira, Conrad C., Qiang Yang, Jorge A. Santiago-Blay, Carol L. Hotton, Antónia Monteiro, Yong-Jie Wang, Yulia Goreva et al. “The evolutionary convergence of mid-Mesozoic lacewings and Cenozoic butterflies.” In Proc. R. Soc. B, vol. 283, no. 1824, p. 20152893. The Royal Society, 2016.
Yang, Qiang, Yongjie Wang, Conrad C. Labandeira, Chungkun Shih, and Dong Ren. “Mesozoic lacewings from China provide phylogenetic insight into evolution of the Kalligrammatidae (Neuroptera).” BMC Evolutionary Biology 14, no. 1 (2014): 1.

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