Vor etwa 180 Millionen Jahren! Chinesische Fossilien enthüllen das „Hochzeitsflugverhalten“ der ältesten Insekten

Im Jahr 1974 entdeckten Dorfbewohner im Dorf Xiyang im Bezirk Lintong in der Provinz Shaanxi beim Graben eines Brunnens zufällig Fragmente von Terrakottafiguren. Dies markierte den Beginn der Ausgrabung der Terrakotta-Krieger und -Pferde von Qin Shihuang ...

Im April und Mai 2021 wurden im Xiwan-Becken der Stadt Hezhou im Autonomen Gebiet Guangxi Zhuang erstmals Fossilien der Familie Pseudocoptera von Wissenschaftlern des Nanjing-Instituts für Geologie und Paläontologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entdeckt. Diese Fossilien sind die „Terrakotta-Krieger“ auf dem Gebiet der Insektenfossilienforschung.

Das wissenschaftliche Expeditionsteam untersuchte die Schichten entlang des Steilhangs

Bildquelle: Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Der erste Fund eines Fossils der Familie Psammothidae ist von großer Bedeutung. Es enthüllt nicht nur das älteste Paarungsflugverhalten von Insekten, sondern liefert auch wichtige Beweise für unser tiefgreifendes Verständnis der Eigenschaften und des Evolutionsprozesses mesozoischer Seeökosysteme sowie der Verbindung zwischen Wasser- und Landökosystemen.

Teil 1

Die „kollektive Hochzeit“ der Eintagsfliegen

Das Fossil des Insekts der Familie Psammoptidae wurde in der Shiti-Formation des Unterjura im Xiwan-Becken der Stadt Hezhou in der Autonomen Region Guangxi Zhuang entdeckt. Wissenschaftler nannten es Jura-Psammoptidae (Jurassephemera zhangi Zhang et al., 2022). Derzeit sind weltweit nur vier Arten dieser Familie bekannt.

Das Auftreten einer Kolonie von Zhangs Jura-Sandfliegen, als sie erstmals „ausgegraben“ wurde

Bildquelle: Fotografiert von Zhang Qianqi

Die neue Gattung und Art, die in Guangxi entdeckt wurde, unterscheidet sich etwas von den anderen drei Arten, hauptsächlich weil der Zweig der MA-Ader auf dem Vorderflügel der neuen Gattung und Art näher an der Basis liegt. Darüber hinaus weist Zhangs Jura-Sandfliege auch die Merkmale einer großen Anzahl konservierter Insekten auf: einen vollständigen Körper und klare Vorderflügel.

Eine teilweise vergrößerte Ansicht des Eintagsfliegenfossils

Bildquelle: Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Die diesmal entdeckten Fossilien enthalten die detailliertesten morphologischen und taxonomischen Evolutionsinformationen, die bislang über die ausgestorbene Gruppe der Psammothidae bekannt sind.

Der ausgegrabene Eintagsfliegenhaufen aus Zhangs jurassischen Sandeintagsfliegen enthält Hunderte von Individuen und die Flügel der Eintagsfliegenfossilien sind intakt, ihre Körper zeigen jedoch in verschiedene Richtungen. Sie werden an Ort und Stelle abgelegt, nachdem der Insektenschwarm während seines Hochzeitsfluges gestorben ist, was den „Terrakotta-Kriegern“ sehr ähnlich ist. Daher ist es keine Übertreibung, sie als die „Terrakotta-Krieger“ auf dem Gebiet der Insektenfossilienforschung zu bezeichnen.

Die Entdeckung des Fossils der Eintagsfliege ist nicht nur deshalb bedeutsam, weil es gut erhalten ist, sondern auch noch viel mehr. Es zeigt uns auch eine kollektive Hochzeit, die Milliarden von Jahren umfasst.

Wenn die Natur eine Kamera ist, dann ist das Fossil der Eintagsfliege ein „Film“, den die Natur der Menschheit hinterlassen hat. Dieser Fossilien-„Film“ zeigt direkt die lebendige Szene von Insekten, die sich in Gruppen vermehren, nachdem sie vor etwa 180 Millionen Jahren in einem See im Süden meines Landes aus ihren Schalen geschlüpft sind. Für dieses biologische Phänomen gibt es auch einen poetischen Begriff: „Hochzeitsflug“.

Die Eintagsfliegen im Fossilienfilm sind geschäftig, in verschiedenen Haltungen und musterten sich gegenseitig von Kopf bis Schwanz. Dass sie nach Abschluss der Fortpflanzung still und leise starben, ist offensichtlich ein spektakulärer Anblick. Erst heute, 180 Millionen Jahre später, wurde es von Wissenschaftlern wiederentdeckt.

Soziale Insekten durchlaufen den Prozess des Hochzeitsfluges, um sich zu vermehren und neue Kolonien zu bilden, die endlos weiterbestehen und die farbenfrohe Natur ausmachen.

Restaurierungskarte des Ökosystems aus der frühen Jurazeit im Xiwan-Becken

Bildquelle: Gezeichnet von Yang Dinghua vom Institut für Südpaläontologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Hochzeitsflüge sind im Alltag eigentlich ganz normal. Im Frühling und Sommer versammeln sich Gruppen fliegender Insekten in einem Gebiet und fliegen umher, was eigentlich „Brautflüge“ sind.

„Nacktheit und Hungersnot“ sind in den heutigen terrestrischen Ökosystemen weit verbreitet und die frühesten Fossilienfunde dieses Phänomens finden sich hauptsächlich in Fossilien aus der Kreidezeit, wie zum Beispiel in der Jehol-Biota.

Durch die „Entwicklung“ dieses „Films“ erlangen Wissenschaftler ein klareres Verständnis der Eintagsfliegenfossilien. In Kombination mit dem geologischen Alter dieser Entdeckung sagten Wissenschaftler, dass die Fossilien der Eintagsfliegen im Xiwan-Becken das älteste bekannte Paarungsflugverhalten von Insekten darstellen.

Teil 2

Das älteste Insekten-Ressourcenpulsphänomen

Die Fossilien der Eintagsfliegen im Xiwan-Becken stellen das älteste bekannte Brutflugverhalten von Insekten dar und stellen zugleich das älteste Phänomen der Insektenressourcen-Impulsbildung dar.

Was also ist das Insektenressourcenpulsphänomen?

In der Natur treten Ressourcenschwankungen manchmal in Form von Impulsen auf, die durch niedrige Frequenz, hohe Intensität und kurze Dauer gekennzeichnet sind. Ein Ressourcenpuls ist ein Ereignis, bei dem innerhalb kurzer Zeit eine große Menge an Ressourcen verfügbar wird.

Ressourcenpulsereignisse sind ein wichtiger Mechanismus für den Transfer von Energie, Nährstoffen und Biomasse zwischen verschiedenen ökologischen Bereichen. Obwohl dieses Phänomen in modernen Ökosystemen weit verbreitet ist, wissen wir sehr wenig über ähnliche Aufzeichnungen aus der Urerde vor Milliarden von Jahren.

Daher können uns die im Xiwan-Becken gefundenen Fossilien von Eintagsfliegen helfen, das Ökosystem vor Milliarden von Jahren zu verstehen.

Die diesmal entdeckten Eintagsfliegenfossilien

Bildquelle: Nanjing Institute of Geology and Paleontology, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Der durch die Eintagsfliegen-Fossilien im Xiwan-Becken offenbarte Ressourcenpulseffekt lässt sich in zweierlei Hinsicht widerspiegeln: als Nahrungsmittel und als Düngemittel.

Betrachten wir zunächst den ersten Aspekt – als Lebensmittel. Wasserinsekten spielen als Zersetzer und Konsumenten von Wasserpflanzen eine wichtige Rolle im Nahrungsnetz und dienen gleichzeitig Fischen und anderen Raubtieren als Nahrung.

Zufälligerweise führen die Lebensgewohnheiten der Eintagsfliegen dazu, dass sie in Gewässern geboren werden und ihr gesamtes Leben oberhalb der Wasseroberfläche verbringen. Wenn Gruppen von Eintagsfliegen aus dem Wasser auftauchen, sich an Land verteilen und nach Partnern suchen, werden sie zu einem wichtigen Teil des terrestrischen Nahrungsnetzes.

Dieser Ressourcenpulseffekt wird durch die große Zahl von Fossilien unterschiedlicher Kategorien (Wirbellose, Haifisch-Eierschalen und Pflanzen usw., die zusammen als Xiwan-Biota bezeichnet werden) bestätigt, die in den Schichten der Shiti-Formation gefunden wurden.

Das plötzliche Auftreten von Eintagsfliegenschwärmen dient nicht nur der Nahrungsversorgung der Raubtiere in der Biota, sondern hat auch einen „Düngungseffekt“ auf die Pflanzengemeinschaften in der Nähe von Seen und Flüssen, wodurch den terrestrischen Ökosystemen in Form eines Impulses eine große Menge verfügbarer Ressourcen zugeführt wird. Einfach ausgedrückt: Der Tod und die Zersetzung dieser Insektenschwärme können in Dünger für das Ökosystem umgewandelt werden.

Dieser Impulseffekt der Insektenressourcen kann zu enormen Veränderungen im Ökosystemfluss des Uferlebensraums führen und dadurch die grundlegende Ökologie und die biogeochemischen Kreisläufe beeinträchtigen.

Die in der Xiwan-Biota entdeckten „Terrakotta-Krieger“ aus Eintagsfliegenschwärmen stellen das älteste bekannte Insekten-Ressourcenpulsereignis dar, das nach dem Aufkommen der Insekten entstand. Dieser Insektenressourcenpuls zeigt auch, dass einer der wichtigsten Kanäle für den Energietransfer in mesozoischen Seeökosystemen vom Wasser- zum Landökosystem ist.

Eine winzige Eintagsfliege, die morgens geboren wird und abends stirbt, ist durch die Kraft der Natur über Milliarden von Jahren zu uns gekommen und zeigt uns auf ihre Weise, dass auch ein winziger Körper enorme Werte schaffen kann. Die Erforschung relevanter Bereiche durch wissenschaftliche Forscher ist ein Dialog über Zeit und Raum hinweg und wird letztlich Auswirkungen auf die gegenwärtige und zukünftige Entwicklung haben.

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Zhang Qianqi, Wang Bo (Nanjing Institut für Geologie und Paläontologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Herausgeber: Wang Tingting

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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