Résumé :
Il y a environ 99 millions d'années, lorsque les dinosaures régnaient encore sur la terre, un minuscule insecte était enveloppé de résine et finit par devenir une partie de l'ambre à mesure que la résine durcissait progressivement. Aujourd’hui, en analysant ce fossile d’ambre préservé, les chercheurs ont découvert un insecte ancien qui n’avait jamais été formellement décrit par la science auparavant. Sa caractéristique la plus frappante est un ensemble de pièces buccales spéciales qui sont presque deux fois plus longues que son corps et présentent des surfaces densément ridées. Cette structure peut permettre aux insectes de plier leurs pièces buccales avec souplesse dans des espaces étroits tout en les empêchant de s'effondrer pendant la flexion, mais la même structure n'a pas été trouvée chez des parents vivants.
Cette étude a été réalisée par des chercheurs de l'Université de Tel Aviv en Israël et les résultats ont été publiés dans la revue académique "Insects". En analysant des fossiles d'ambre du Crétacé découverts dans la région de Kachin au Myanmar, l'équipe de recherche a recompris la diversité des méthodes d'alimentation des insectes et des structures corporelles de cette époque. Les chercheurs pensent que cet insecte a peut-être développé un système d'alimentation hautement spécialisé qui lui permet d'insérer ses fines pièces buccales dans les fissures de l'écorce pour aspirer la sève de l'intérieur de la plante.
Les chercheurs ont nommé cet insecte nouvellement découvert Cretodorus noonoo, qui peut être temporairement traduit en chinois par « Cretodorus Noonoo ». Parmi eux, le nom Noo-Noo vient du personnage de l'aspirateur Nunu dans l'émission télévisée pour enfants "Teletubbies". Le personnage possède un tuyau mince et flexible en forme de paille qui ressemble aux pièces buccales inhabituellement longues et pliables de l'insecte ancien.
L'insecte appartient à la famille des Neazoniidae, une famille éteinte d'anciens insectes ressemblant à des cigales de cire. Les insectes cigales de cire ont généralement des pièces buccales perçantes et suceuses qui peuvent percer les tissus végétaux et aspirer la sève. Les chercheurs soulignent que même si les longues pièces buccales de cet insecte ancien peuvent à première vue rappeler les pièces buccales en forme de siphon des papillons, il existe des différences importantes dans la structure et la fonction.
Les longues pièces buccales des papillons sont principalement utilisées pour sucer le nectar. Ils peuvent généralement être recroquevillés et étendus lorsqu’ils se nourrissent. Les pièces buccales de Cretodorus noonoo s'étendent vers l'arrière du corps et la structure globale est plus cohérente avec la méthode d'alimentation consistant à percer les tissus végétaux et à aspirer les liquides internes. L’équipe de recherche estime que la longueur des pièces buccales ne peut à elle seule déterminer que cet insecte se nourrit de nectar.
Afin de mieux déterminer les habitudes de vie de cet insecte, les chercheurs ont examiné plusieurs spécimens fossiles apparentés pour déterminer si le pollen était conservé sur le corps de l'insecte. Si ces insectes visitent fréquemment les fleurs et endossent le rôle de pollinisateurs, la présence de pollen sur leur corps pourrait étayer cette hypothèse. Cependant, après avoir examiné un nombre important de fossiles, les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve convaincante d’une accumulation de pollen. Par conséquent, il n’existe actuellement pas suffisamment de preuves que cet insecte ait jamais servi de pollinisateur.
Ce qui a vraiment surpris l'équipe de recherche, ce sont les plis transversaux densément répartis à la surface des pièces buccales.
Les chercheurs ont utilisé la tomodensitométrie haute résolution, également connue sous le nom de micro-CT, pour créer une reconstruction tridimensionnelle des insectes dans l'ambre. Par rapport à l'observation microscopique ordinaire, cette méthode peut aider les chercheurs à observer la structure interne des fossiles sous différents angles et à analyser certaines caractéristiques subtiles difficiles à identifier directement.
Les résultats de l'analyse montrent que les plis transversaux sur les pièces buccales ne sont pas de simples textures de surface, mais font partie de la structure des pièces buccales elles-mêmes. Ces plis peuvent donner aux pièces buccales une flexibilité particulière, leur permettant de se plier sans être sujettes à une déformation importante au niveau des courbures.
Les chercheurs ont comparé cela aux pailles pliables modernes ou aux tuyaux flexibles. Lorsque les structures tubulaires allongées ordinaires sont excessivement courbées, les canaux internes peuvent être comprimés, ce qui rend difficile le passage des liquides. Cependant, la structure avec des plis spéciaux peut disperser dans une certaine mesure la pression générée par la flexion et réduire le risque d'effondrement local de la paroi du tuyau.
Cette structure peut être particulièrement importante pour une pièce buccale qui est presque deux fois plus longue que le corps. Plus les pièces buccales sont longues, plus l'insecte doit contrôler sa direction lorsqu'il se nourrit et éviter que les pièces buccales ne se plient ou ne se bouchent dans des espaces restreints. Les plis latéraux auraient pu permettre à l’insecte ancien d’ajuster avec plus de flexibilité la position de ses pièces buccales dans l’environnement complexe de l’écorce tout en conservant des canaux d’alimentation clairs.
Il existe également des preuves fossiles qui soutiennent cette explication. Chez certains spécimens, les pièces buccales de l'insecte sont conservées dans un état incurvé. Étant donné que la résine restreint rapidement les mouvements d'un insecte lorsqu'il y est enfermé, ces formes incurvées peuvent refléter la flexibilité des pièces buccales elles-mêmes lorsque l'insecte a été piégé, plutôt que de simples déformations accidentelles survenues après la formation du fossile.
Bien sûr, les fossiles ne peuvent conserver que des informations limitées, et les chercheurs ne peuvent pas observer directement comment l'insecte bougeait ses pièces buccales au cours de sa vie. Par conséquent, les fonctions mécaniques spécifiques des plis de la pièce buccale et les mouvements réels des insectes lorsqu’ils se nourrissent restent des déductions scientifiques basées sur des preuves structurelles. Cependant, les résultats du scan tridimensionnel et l’état de conservation des pièces buccales courbées se corroborent, conférant à cette explication un certain degré de crédibilité.
Les chercheurs suggèrent que l'insecte pourrait se spécialiser dans l'utilisation de la sève des arbres comme source de nourriture. Ses pièces buccales inhabituellement longues et minces peuvent pénétrer dans des fissures étroites à la surface de l'écorce, puis s'étendre plus profondément le long des fissures pour trouver les tissus à l'intérieur de la plante responsables du transport de l'eau et des nutriments.
Il existe une variété de tissus dans les plantes qui remplissent des fonctions de transport. Parmi eux, le xylème est principalement responsable du transport de l’eau et des minéraux dissous, et le phloème est responsable du transport de la matière organique produite par les plantes. Les chercheurs pensent que cet insecte pourrait utiliser ses pièces buccales spéciales pour passer à travers les interstices de l’écorce et envoyer ses structures de succion dans les tissus végétaux plus profonds pour obtenir des liquides. Cependant, les tissus spécifiques dont il se nourrit et les sucs végétaux qu’il absorbe principalement ne peuvent pas être complètement déterminés sur la base des seuls fossiles.
L'extrémité des pièces buccales présente également deux structures rainurées en forme de feuille. L'équipe de recherche suppose que ces structures pourraient aider les insectes à fixer la position de leurs pièces buccales pendant l'alimentation.
Les chercheurs ont proposé une explication frappante : lorsque la pièce buccale pénètre dans une fissure étroite de l'écorce, les deux structures à l'extrémité peuvent s'étendre des deux côtés de la fissure pour former un support avec la surface environnante, aidant ainsi la pièce buccale à rester stable. Ce mécanisme est quelque peu similaire aux ancrages muraux extensibles : l'ancrage pénètre dans le trou et se dilate, formant un contact plus fort avec la paroi du trou.
Si cette hypothèse est vraie, alors cet insecte possède non seulement des organes d'alimentation inhabituellement allongés, mais peut également disposer d'un mécanisme spécial pour positionner et fixer ses pièces buccales. Cette combinaison structurelle l’aide à compléter son alimentation dans l’espace étroit à l’intérieur de l’écorce et montre également que les insectes anciens peuvent avoir développé des structures corporelles hautement spécialisées pour des environnements écologiques spécifiques.
L'importance de cette recherche va au-delà de la découverte d'une nouvelle espèce à l'apparence étrange. Cela révèle également que les insectes anciens possédaient autrefois des adaptations qui ont été perdues chez les insectes modernes.
Les insectes cigales existants s'appuient généralement sur des pièces buccales en forme d'aiguilles pour percer les tissus végétaux et aspirer les liquides internes. Les pièces buccales de Cretodorus noonoo ont développé une structure extrêmement allongée et très flexible basée sur ce mode d'alimentation de base. Les chercheurs ont souligné qu’aucune pièce buccale identique à cette structure pliée n’a été trouvée chez des espèces vivantes étroitement apparentées.
Cela ne signifie pas que tous les insectes anciens avaient autrefois des organes similaires, mais cela signifie qu'il peut y avoir eu de nombreuses innovations structurelles dans l'histoire évolutive des insectes qui ont ensuite disparu. Les insectes modernes ne sont qu’une partie d’un long processus évolutif qui a survécu, et les structures corporelles observées aujourd’hui ne représentent pas toutes les formes possibles qui ont pu exister dans le passé.
Amber a joué un rôle clé dans cette recherche. La résine peut rapidement envelopper de petits organismes dans certaines conditions et durcir progressivement en ambre au cours de processus géologiques à long terme. Contrairement à de nombreux fossiles, qui ne laissent que des contours écrasés ou des os épars, l'ambre peut parfois préserver de minuscules structures du corps d'un insecte, voire des pièces buccales, des pieds et d'autres organes délicats.
Les gisements d'ambre de la région Kachin du Myanmar ont préservé un grand nombre de fossiles d'insectes du Crétacé, fournissant des matériaux importants pour l'étude des écosystèmes forestiers il y a environ 100 millions d'années. L’équipe de recherche a analysé 13 spécimens d’ambre de Neoaphididae et d’insectes apparentés. En comparant les caractéristiques morphologiques de différents individus, ils ont confirmé que cette pièce buccale particulière n’est pas une anomalie accidentelle chez un seul spécimen, mais une caractéristique structurelle liée à cet ancien groupe d’insectes.
Au Crétacé, les écosystèmes forestiers sur Terre étaient très différents de ceux d'aujourd'hui. Des relations écologiques complexes se forment entre les plantes, les insectes et d’autres organismes, et différents insectes peuvent avoir développé diverses stratégies alimentaires différentes afin d’utiliser des ressources alimentaires limitées. Les pièces buccales spécialisées présentées par Cretodorus noonoo sont un exemple de cette diversité d'adaptations écologiques.
Les chercheurs pensent que la découverte de cet insecte fournit de nouveaux indices pour comprendre la relation entre les insectes anciens et les arbres. Les fissures de l'écorce peuvent servir de voies importantes pour certains insectes pour accéder à la sève des plantes, et les organes alimentaires qui peuvent pénétrer dans ces espaces étroits peuvent les aider à exploiter des ressources inaccessibles aux autres insectes.
Cependant, les preuves actuelles ne sont pas suffisantes pour déterminer exactement de quels arbres dépendait l'insecte, ni pour reconstituer avec précision son histoire complète dans les forêts anciennes. Si davantage de spécimens bien conservés sont découverts à l’avenir, les chercheurs pourront peut-être en apprendre davantage sur la structure interne de ses pièces buccales, comment il a été réellement utilisé et sa relation écologique avec d’autres insectes anciens.
Cette étude montre une fois de plus que l'ambre peut non seulement préserver l'apparence de créatures anciennes, mais peut également conserver des informations anatomiques suffisamment fines pour permettre aux scientifiques d'identifier des structures spéciales qui existaient autrefois mais qui ont ensuite été perdues au cours de l'évolution.
Pour Cretodorus noonoo, cette longue pièce buccale apparemment absurde aurait pu être un outil de survie très pratique. Il peut pénétrer profondément dans les fissures de l'écorce, peut rester flexible grâce à des plis spéciaux et peut également être fixé à l'aide de structures terminales. Près de 100 millions d’années plus tard, ces détails sont toujours conservés dans l’ambre, offrant aux scientifiques une fenêtre sur d’anciennes expériences sur l’évolution des insectes.
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