Os insetos são animais frágeis e de corpo mole, cujos restos mortais são difíceis de preservar. As asas são frequentemente fossilizadas, mas os corpos dos insetos, se presentes, são geralmente pedaços do animal pré-histórico original, tornando difícil para os cientistas estudá-los. Uma maneira pela qual os paleontólogos aprendem sobre insetos pré-históricos é por meio de vestígios fósseis, que são quase exclusivamente encontrados como vestígios em plantas fósseis.

“Temos um grande registro de plantas fósseis ”, disse Richard J. Knecht, Ph.D. candidato no Departamento de Biologia Organísmica e Evolutiva de Harvard. "Mais atrás no tempo, são os vestígios fósseis que nos dizem mais sobre a evolução e o comportamento dos insetos do que os fósseis corporais, porque as plantas e os vestígios fósseis nelas preservados se preservam muito bem. E o vestígio, ao contrário de um corpo, não move-se ao longo do tempo e é sempre encontrado onde foi feito."

Num novo estudo, publicado no New Phytologist , investigadores, liderados por Knecht, descrevem um vestígio fóssil endofítico encontrado numa folha de samambaia do Carbonífero que representa a primeira indicação de alimentação interna dentro de uma folha. O fóssil do Carbonífero, com 312 milhões de anos, fornece evidências de como a alimentação interna, conhecida como mineração de folhas, pode ter se originado e mostra que a idade desse comportamento ocorreu aproximadamente 70 milhões de anos antes do que se acreditava.

"De todas as maneiras pelas quais os insetos se alimentam internamente nas plantas - a mineração do interior das folhas, as galhas semelhantes a tumores nas quais um inseto assume o controle da maquinaria de desenvolvimento de uma planta, as perfurações e galerias de insetos na madeira, e inúmeras maneiras pelas quais os insetos invadem as sementes para consumir tecidos embrionários nutritivos - é a mineração que tem sido a mais misteriosa", disse o coautor, Conrad C. Labandeira, geólogo pesquisador sênior e curador de artrópodes fósseis no Museu Nacional de História Natural Smithsonian.

"As primeiras minas são registradas desde o Triássico Inferior, logo após a grande extinção do final do Permiano, e ainda assim galhas, perfurações e predação de sementes se estendem consideravelmente antes do Paleozóico. Por que o atraso na mineração? Acho que agora temos uma resposta. "

A alimentação interna de plantas é comum entre insetos holometábolos - insetos que passam por uma metamorfose completa: Lepidoptera (mariposas), Coleoptera (besouros), Diptera (moscas) e Hymenopteras (vespas e moscas). Uma larva penetra na folha e começa a se alimentar dos tecidos internos da folha, deixando um rastro. À medida que a larva faz túneis dentro da folha, ela também vai crescendo, passando por diferentes estágios de muda e até deixando para trás seus excrementos, conhecidos como excrementos.

“O excremento é uma das coisas que procuramos quando identificamos a alimentação interna. O excremento pode até ter características diferentes que são úteis quando se trata de definir que animal o está produzindo”, disse Knecht. A larva continuará a fazer um rastro dentro da folha até se transformar em pupa, eclodir, se separar da folha e voar para longe.

O vestígio fóssil foi encontrado na Formação Carbonífera de Rhode Island. A Formação Rhode Island era originalmente um ambiente pantanoso e alagado que proporcionava um ambiente anóxico que preservava muito bem os fósseis de plantas; o que os paleontólogos chamam de Lagerstätte, um local que produz fósseis extraordinários com preservação excepcional.

“Uma coisa que não fossiliza são as larvas”, disse Knecht. "Eles são muito delicados e pequenos. Portanto, ver algo assim é realmente esclarecedor porque nos diz sobre o comportamento das larvas em uma época específica, o final do Paleozóico, em que sabemos muito pouco sobre as larvas."

A preservação excepcional permitiu aos pesquisadores ver claramente o traço endofítico que segue os padrões que os paleontólogos procuram ao definir esse comportamento. Por exemplo, uma trilha sinuosa, a larva evitará as bordas e as principais nervuras da folha . Sabe-se que esse comportamento é realizado apenas por insetos holometábolos, incluindo os animais existentes hoje.

“Esta descoberta empurra este comportamento para trás em 70 milhões de anos”, disse Knecht. "Isso está nos mostrando duas coisas, uma, o comportamento das larvas, algo que não vemos no registro fóssil porque as larvas normalmente não preservam. E a segunda, que a evolução da metamorfose completa, o holometabolismo, existia naquela época."

O fóssil está guardado no Museu de Zoologia Comparada de Harvard, entre outros fósseis que Knecht também está estudando.