Des chercheurs du Yale-NUS College à Singapour et de l'University College Cork (UCC) en Irlande ont analysé les écailles conservées des caisses alaires de deux charançons fossiles de la fin du Pléistocène (environ 13, il y a mille ans) pour mieux comprendre l'origine des nanostructures diffusant la lumière présentes chez les insectes d'aujourd'hui.

Les chercheurs, dirigé par le professeur adjoint de science Yale-NUS (sciences de la vie) Vinod Kumar Saranathan et les paléobiologistes de l'UCC, les Drs Luke McDonald et Maria McNamara, ont découvert que les ailes des charançons fossiles contenaient des « diamants » photoniques préservés, l'un des nombreux types de structure nanoscopique de type cristal qui interagit avec la lumière pour produire certaines des couleurs les plus vives et les plus pures de la nature.

Les enveloppes extérieures de nombreux insectes comprennent des unités répétitives disposées en une formation cristalline qui interagissent avec la lumière visible pour produire des couleurs structurelles, qui ont typiquement un métal, aspect irisé. Pour beaucoup de ces insectes, les couleurs irisées remplissent diverses fonctions, notamment le camouflage, signaler les partenaires potentiels, et mettre en garde contre les prédateurs. À ce jour, l'histoire évolutive de ces structures tissulaires complexes n'a pas été clairement définie. Cette étude met en évidence le grand potentiel des archives fossiles comme moyen de découvrir l'histoire évolutive des couleurs structurelles, non seulement chez les charançons mais aussi chez d'autres insectes, et ouvre la voie à de nouvelles recherches sur le développement de ces nanostructures diffusant la lumière et les couleurs vibrantes qu'elles donnent lieu.

Les chercheurs ont utilisé de puissants microscopes électroniques et des techniques de pointe de diffusion des rayons X synchrotron et de modélisation optique pour identifier et caractériser une nanostructure cristalline photonique 3D rare dans les écailles du charançon fossile, dont les teintes bleues et vertes sont très similaires à ceux des charançons modernes du même genre, révélant un arrangement semblable à un diamant. Les exemples de nanostructures 3D sont extrêmement rares dans les archives fossiles. Cette étude marque la deuxième fois que de telles nanostructures sont découvertes. Le seul autre exemple de telles nanostructures trouvé dans les archives fossiles d'un autre charançon a également été découvert par le professeur adjoint Saranathan et le Dr McNamara.

Le fait que des couleurs vertes très similaires correspondant au substrat aient été maintenues sur des centaines de milliers de générations suggère que les mêmes pressions sélectives pour le camouflage ont agi sur ces charançons. Ceci est cohérent avec une étude récente menée par le professeur adjoint Saranathan et le Dr Ainsley Seago, systématicien des charançons, qui suggère que les couleurs des charançons ont évolué initialement pour se camoufler parmi leur arrière-plan feuillu, avant de se diversifier pour d'autres fonctions telles que signaler des partenaires potentiels ou dissuader les prédateurs.

Professeur adjoint Saranathan, qui détient un poste simultané au Département des sciences biologiques de l'Université nationale de Singapour, mentionné, "Il est très intéressant de découvrir que les insectes semblent d'abord développer des architectures complexes à l'échelle nanométrique en 3D afin d'échapper aux prédateurs en se fondant dans leur arrière-plan (généralement marron ou vert). Ce n'est que plus tard que ces couleurs divergent pour d'autres usages, comme signaler des partenaires potentiels ou avertir les prédateurs que l'insecte ne vaut pas la peine d'être mangé.