Escamas fósiles revelan el color de un insecto de 200 millones de años

Los lepidópteros exhiben en sus escamas algunos de los colores estructurales más diversos producidos por los insectos. Esta diversidad sin duda contribuyó al éxito evolutivo de la orden.

Científicos han obtenido nueva evidencia que revela el verdadero color de los insectos fósiles, en restos estudiados con 200 millones de años de edad.

Los colores estructurales han evolucionado en una gran cantidad de animales y plantas y son el resultado de la dispersión selectiva de la longitud de onda de la luz incidente, dichos colores son típicamente más vibrantes y visualmente deslumbrantes que los producidos a través de la pigmentación y son a menudo multifuncionales, desempeñando papeles importantes en la señalización sexual intraespecífica, aposematismo y cripsis.

Los lepidópteros exhiben en sus escamas algunos de los colores estructurales más diversos producidos por los insectos. Esta diversidad sin duda contribuyó al éxito evolutivo de la orden.

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A pesar del interés sostenido en la estructura, desarrollo y propiedades fotomiméticas y fotónicas de las escamas de lepidópteros en estudios neonatológicos, así como investigaciones recientes sobre colores estructurales en escarabajos y plumas fósiles, la profunda historia evolutiva de escamas y colores estructurales en lepidópteros es poco conocida.

La nueva investigación, publicada en Science Advances, ha revelado arquitecturas de escamas de lepidopteros del Jurásico del Reino Unido, Alemania, Kazajstán y China, junto con Tarachoptera (una raíz grupo de los anfiesmenopteros) de ámbar birmano del Cretácico Medio.

Utilizaron microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM) y microscopía de escaneo láser confocal (CLSM) para revelar la gran morfología y ultraestructura de las escamas.

Utilizando los parámetros ultraestructurales identificados en las muestras jurásicas, demostraron el uso del modelado óptico para describir las propiedades ópticas teóricas de la disposición de escala bicapa de tipo 1, proporcionando así la evidencia más temprana de colores estructurales en el registro de fósiles de insectos.

Los lepidópteros del Jurásico exhiben una vestidura de escala bicapa tipo 1: una capa superior de grandes escamas de cubierta fusionada y una capa inferior de escamas fusionadas y pequeñas. Esta disposición de escala, más ornamentación de espina de pescado preservada en la superficie de la escama de la cubierta, es casi idéntica a la de algunos micropterígidos existentes. Críticamente, las ultraestructuras de escala fósil poseen periodicidades que miden de 140 a 2000 nm y, por lo tanto, son capaces de dispersar la luz visible.

El modelado óptico confirma que los mecanismos de dispersión relacionados con la difracción dominan las propiedades fotónicas de las escamas de cobertura fósil, que habrían mostrado matices metálicos de banda ancha como en numerosos micropterígidos existentes.

Las escalas de tricópteros fósiles exhiben un conjunto único de características, que incluyen el tamaño pequeño, la forma espatulada alargada, la ornamentación surcada y la disposición irregular, proporcionando una nueva visión de la evolución temprana de las escamas de lepidópteros.

Combinados, estos nuevos resultados proporcionan la evidencia más temprana para la coloración estructural en lepidópteros fósiles y respaldan la hipótesis de que las escamas fusionadas de las alas y el recubrimiento tipo bicapa tipo 1 son características fundamentales del grupo.

«Estos hallazgos tienen implicaciones más amplias», dijo en un comunicado el profesor Wang Bo de NIGP (Nanjing Institute of Geology and Palaeontology), el líder del grupo de investigación. La amplia presencia de escamas de las alas en lepidópteros jurásicos y en tricópteros sugiere que las escamas de las alas (incluidos algunos morfotipos posiblemente desconocidos) estaban muy extendidas en el tallo de los anfiesmenópteros antes de su apogeo en los lepidópteros.

Dada la presencia de coloración estructural en estos lepidópteros fósiles basales, el advenimiento de los clados lepidópteros mayores en el Cretácico plantea la posibilidad de que esta radiación taxonómica haya estado acompañada por una mayor diversidad en la forma de la escala, la microestructura y los efectos ópticos.

Los estudios futuros caracterizarán la respuesta óptica de las nanoestructuras de escala en otros especímenes fósiles y proporcionarán evidencia de la presencia de pigmentos a escala en lepidópteros fósiles con el fin de informar a los modelos de la evolución de los colores estructurales en lepidópteros.

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