Visite d'un collègue en Allemagne en 2012, Le professeur de recherche du Boston College, Paul K. Strother, examinait des échantillons de sol pour le pollen, spores, morceaux de plantes et pattes d'insectes - des débris organiques qui auraient autrement pu être considérés comme des "écumes d'étang" lorsqu'ils ont été piégés dans les sédiments lors d'événements terrestres cataclysmiques il y a 200 millions d'années.

Les lames d'échantillons de roche forés dans la campagne allemande comprenaient des matériaux qui semblaient familiers à Strother, chercheur au Département des sciences de la Terre et de l'environnement à l'observatoire Weston du Boston College, qui étudie l'origine et l'évolution précoce des plantes terrestres. Ce qu'il a vu étaient des caractéristiques similaires à celles trouvées dans les ailes d'insectes.

Le problème était que ces types de papillons et de papillons - connus sous le nom de lépidoptères - ont longtemps été supposés avoir évolué 50 à 70 millions d'années plus tard, pendant la période du Crétacé lorsque les premières plantes à fleurs ont émergé comme leur principale source de nourriture.

"Le consensus a été que les insectes suivaient les fleurs, " dit Strother, co-auteur de "A Trias-Jurassic window into the evolution of Lepidoptera, " un nouveau rapport publié aujourd'hui dans Avancées scientifiques . "Mais ce serait 50 millions d'années plus tard que ce que les ailes disaient. C'était pour le moins étrange, qu'il y aurait des papillons avant qu'il y ait des fleurs."

Cinq ans plus tard, Strother et ses collègues des musées d'histoire naturelle d'Allemagne et d'une université des Pays-Bas ont développé un cas scientifique montrant que les lépidoptères ont évolué plus tôt que prévu - émergeant au cours de la période jurassique.

Fleurs absentes, les chercheurs rapportent, papillons et papillons primitifs, connu sous le nom de Glossata, développé les attributs physiques - à savoir la trompe de succion - pour trouver la nutrition en tirant des gouttelettes d'eau des extrémités des graines de gymnosperme immatures.

"Ce que nous avons découvert, c'est que ces papillons et ces mites avec des pièces buccales se nourrissaient de gouttelettes de pollen de graines de gymnospermes - provenant de conifères apparentés aux pins, plantes à graines sans fruits ni fleurs. Ils se nourrissaient des graines coniques - principalement comme source d'eau, " dit Strother.

Même Charles Darwin a qualifié la mystérieuse évolution des plantes à fleurs de « mystère abominable ». Les scientifiques ont estimé que les plantes à fleurs ont précédé les insectes qui s'en nourrissaient. Mais les chercheurs ont progressivement commencé à rassembler des preuves que les mites et les papillons existaient avant le Crétacé, qui a commencé il y a 145 millions d'années.

Les découvertes de l'équipe jettent un nouvel éclairage sur l'exemple classique de co-évolution :l'interaction évolutive entre insectes pollinisateurs - mouches, les abeilles, guêpes, papillons et mites - et angiospermes, ou des fleurs, dit Strother.

"Notre découverte n'y change rien, mais plutôt, il démontre que les Glossata - qui ont donné naissance aux Lépidoptères - ont évolué plus tôt par une adaptation alimentaire aux ovules gymnospermes, ou les gouttelettes de pollen, " a déclaré Strother. " Ces insectes ont ensuite transféré leur préférence alimentaire sur les angiospermes, et, par conséquent, ont fini par co-évoluer avec les fleurs où elles fonctionnent pour transférer le pollen alors qu'elles se nourrissent de nectar."

Développer une image plus claire de l'évolution des insectes s'était avéré insaisissable car une grande partie de ce qui est appris de la roche ancienne, le sol et les fossiles proviennent de la terre autrefois recouverte par les océans, dit Strother. Les mites et les papillons vivaient sur les terres émergées. En outre, leurs caractéristiques délicates étaient sujettes à la détérioration avant la fossilisation.

Le paléontologue de l'Université d'Utrecht Bas van de Schootbrugge et ses collègues ont rassemblé un portefeuille d'échantillons contenant des restes fossilisés de papillons de nuit et de papillons pour établir soigneusement la présence de lépidoptères dans des échantillons de terre provenant d'une région où la transition cataclysmique entre le Trias et le Jurassique est préservée dans la roche.

L'extinction de masse il y a 201 millions d'années a anéanti environ 35% de toutes les espèces, ce qui rend la survie et la diversification des lépidoptères d'autant plus remarquables.

L'assemblage des preuves a nécessité une équipe qui comprenait Strother et van de Schootbrugee, Timo van Eldijk de l'Université d'Utrecht, un premier cycle à l'époque, Carolien Weijst, et Henk Visscher; ainsi que Torsten Wappler du musée allemand d'histoire naturelle Hessisches Landesmuseum Darmstadt, et Hossein Rajaei du Museum fur Naturkunde, à Stuttgart.

En 2012, Strother examinait les lames d'échantillons en observant les algues, champignons et micro-organismes du sol. "Ce sont des extractions organiques après que vous avez dissous les minéraux dans les échantillons et que vous regardez tout ce qui est organique. Il y a du pollen et des spores. Il y a d'autres choses. Des morceaux de cuticules de plantes. De la matière organique résistante. Des pattes d'insectes. Quatre-vingt-dix-neuf pour cent sont des débris végétaux.

"C'est essentiellement de l'écume d'étang, " dit Strother, se référant au film de débris qui peut s'asseoir au sommet d'une piscine d'eau stagnante. Une partie de ce que Strother a vu ressemblait à des insectes d'une autre époque, il a dit.

Le projet nécessitait de relier un éventail de preuves, semblable à un roman policier scientifique, dit Strother.

"C'est la science démodée de la découverte, " a déclaré Strother. "Nous examinons ce monde microscopique de choses qui ont vécu il y a des centaines de millions d'années et nous ne savons pas ce qu'elles sont. Le défi est :pouvons-nous comprendre ce qu'ils sont ? Une partie consiste à reconstituer l'arbre de vie, ou l'évolution des organismes à travers le temps. C'est plus comme un puzzle ou un mystère."