Synchrotron-radiation computed tomography uncovers ecosystem functions of fly larvae in an Eocene forest
Plain Language Abstract
Fly larvae are considered to be rare in ambers (fossil resins). Their rarity and difficulty of identification prevent researchers from using them to their full potential as indicators of the environmental conditions in the geological past. In this article, we show that systematic screening of Baltic amber with synchrotron-radiation computed tomography allows for the identification of numerous previously unknown fly larval forms. Records of fly larvae in association with apparent mammalian dung indicate the presence of larger animals in the Baltic amber forest. The presence of seven larvae of the special forms of hoverflies, often associated with bee or wasp nests, but sometimes also associated with exuded tree resin resulting from damage caused by other insect larvae.
Resumen en Español
La tomografía computerizada con radiación sincrotrón descubre nuevos nichos ecológicos de las larvas de mosca en un bosque del Eoceno
En este trabajo informamos de una gran diversidad sin precedentes hasta ahora de larvas de mosca (Diptera) del ámbar báltico del Eoceno y su uso para abordar los nichos y funciones en los procesos del paleoecosistema de los bosques circundantes. El hallazgo de larvas de mosca ha sido considerado excepcionalmente raro por la comunidad de investigadores y, como la mayoría de las larvas de insectos, se han considerado de utilidad limitada debido a los desafíos que conlleva su identificación. En este caso, sin embargo, el uso de TC de radiación de rayos X de sincrotrón (SR-µCT) nos permitió detectar e identificar docenas de larvas de mosca del ámbar báltico e inferir sus interacciones ecológicas. En especial una pieza particular de ámbar que contiene 56 larvas de mosca y aparentes heces de mamíferos. Este fósil es de gran interés para nuestra comprensión del ciclo del carbono en los bosques del Eoceno. La presencia de una cantidad tan grande de larvas de mosca en los restos fecales indica un papel importante de las moscas en el reciclaje de materia orgánica en el bosque del Eoceno, al igual que hacen algunas larvas en la actualidad. El análisis de las paleocomunidades de moscas también nos permitió plantear la hipótesis de un mecanismo por el cual se formaron depósitos masivos de ámbar de importancia geológica en la región del Báltico. El escaneo nos permitió identificar siete larvas estrechamente relacionadas con los Syrphidae actuales, cuyas larvas habitan nidos de himenópteros eusociales o, a veces, flujos de savia que gotean de árboles dañados por otras larvas de insectos excavadores.
Palabras clave: Eoceno; cambio climático; ámbar; insectos; proxy climatológico; Dípteros
Traducción: Francesco Gascó (Grupo de Biología Evolutiva, UNED y Sociedad Española de Paleontología)
Résumé en Français
In progress
Translator: Antoine Souron
Deutsche Zusammenfassung
Synchrotron-basierte Computer-Tomographie enthüllt die Bedeutung von Fliegenlarven im Ökosystem des eozänen Waldes
Wir berichten über eine bisher unbekannte beispiellose Diversität von Fliegenlarven (Diptera) in Baltischen Bernstein aus dem Eozän, sowie deren Bedeutung für das Paläoökosystem der eozänen Wälder. Fliegenlarven in Baltischem Bernstein wurden in der Forschungsgemeinschaft als außergewöhnlich selten angesehen und wurden, wie die meisten Funde von Insektenlarven, aufgrund der schwierigen Identifizierung als wissenschaftlich wenig bedeutsam angesehen.
Die Verwendung von synchrotron-basierter Computer-Tomographie (SR-µCT) ermöglichte uns jedoch dutzende von Fliegenlarven zu identifizieren und Rückschlüsse auf ihre ökologische Bedeutung zu ziehen. Eines der untersuchten Stücke beinhaltet 56 Fliegenlarven, zusammen erhalten mit scheinbaren Überresten von Kot eines Säugetieres. Dieses Fossil ist von großer Bedeutung für unser Verständnis des Kohlenstoffkreislaufes im eozänen Wald. Die enorme Anzahl an Fliegenlarven auf den Kotresten deutet auf eine bedeutende Rolle der Fliegen bei der Verwertung organischen Materials hin, wie es auch heute bei Larven mancher Gruppen der Fall ist. Die Analyse der Paläo-Gemeinschaften der Fliegen ermöglichte uns außerdem ein mögliches Szenario eines Mechanismus aufzustellen, durch den massive, geologisch relevante Mengen von Bernstein im Baltikum entstanden sein könnten. Durch die Tomographie-Daten konnten wir sieben Larven identifizieren, die eng mit die eng mit heutigen Syrphiden verwandt sind. Larven von Syrphidae leben in Nestern eusozialer Hymenopteren oder zeigen in manchen Fällen Aggregationsverhalten an Austrittstellen von Baumsäften, welche durch Beschädigung von anderen holzbohrenden Insekten auftreten.
Schlüsselwörter: Eozän; Klimawandel; Bernstein; Insekten; klimatologischer Stellvertreter; Diptera
Translator: Authors
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
Polski
In progress
Translator: Krzysztof Stefaniak or Anna Żylińska
Russian
Компьютерная томография с использования синхротронного излучения розкрывает функциональное значение личинок мух в Эоценовом лесу
В этой статье мы показываем беспрецендентное разнообразие личинок мух (Diptera) из эоценового Балтийского янтаря и используем эти данные для обсуждения функционированя палеоэкосистем окружающего леса. Личинки мух считаются исключительно редкими, и , как и большинство личинок насекомых, они имееют низкую научную ценность в глазах палеонтологического сообщества иза- за сложности опреления.
Применение компьютерной томографии с использования синхротронного излучения (SR-µCT) позволило нам определить таксономическую пренадлежность личинок мух и реконструировать их экологические взаимоотношения. Один из изученных кусков янтаря содержит 56 личинок мух вместе с вероятными остатками фекалий млекопитаюшего. Это ископаемое важно для нашего понимания цикла углерода в эоценовом лесу. Большое количество личинок ассоциированых с фекалиями указывает на важную роль личинок мух в разложении ораганической материи в Эоцене, подобно роли личинок отдельных груп мух в современных экосистемах. Кроме того, анализ фаунистических комплексов личинок мух позволил нам проанализировать гипотетический механизм который мог привести к формировнию геологически значимых количеств янтаря в Балтийском регионе. Благодаря данным томографии мы смогли определить семь личинок мух, как близких родственников современных Мух-журчалок (Syrphidae: Vollucellini), чьи личинки обитают как комменсалы в гнездах эусоциальных перепончатокрылых. Личинки других современных представителей этой групы живут в флоемном соке сочащемся из деревьев поврежденных насекомыми-вредителями.
Ключевые слова: Эоцен; изменения климата; янтарь; насекомые; климатические прокси; Diptera
Translator: Author
Ukrainian
Компьютерна томографія з використанням синхротронного випромінювання розкривае функціональне значення личинок мух в Эоценовому лесі
В цій статті ми показуємо безпрецендентне різноманіття личинок мух (Diptera) з эоценового Балтійского бурштину і використовуємо ці дані для обговорення функціонування палеоекосистем оточуючого лісу. Личинки мух вважаются виключно рідкісними, і , як і більшість личинок комах, вони мають низьку наукову цінність в очах палеонтологічної спільноти через складність їх визначення.
Застосування компьютерної томографії з використанням синхротронного випромінення (SR-µCT) дозволило нам визначити таксономічну приналежність личинок мух та реконструювати їх екологічні взаємовідносини. Один з дослідженних шматків бурштину містить 56 личинок мух разом з імовірними рештками фекалій ссавця. Ця скам’янілість важлива для нашего розуміння циклу вуглецю в эоценовому лесі. Велика кількість личинок ассоційованих з фекаліями вказує на важливу роль личинок мух в розкладанні ораганічної матерії в Эоцені, подібно до ролі личинок окремих груп мух в сучасних екосистемах. Окрім цього, аналіз фауністичних комплексів личинок мух дозволил нам проаналізувати гіпотетичний механізм який міг призвести до формування геологічно значимої кількості бурштину в Балтійському регіоні. Завдяки даним томографії ми змогли визначити сім личинок мух, як близьких родичів сучасних Повисюхових мух (Syrphidae: Vollucellini), чиї личинки живуть як комменсали в гніздах еусоциальных перетинчастокрилих. Личинки інших сучасних преставників цієї групы живут в флоемному соці що зтікає з дерев пошкодженних комахами-шкідниками.
Ключові слова: Еоцен; зміни климата; бурштин; комахи; кліматичні проксі; Diptera
Translator: Authors
Chinese
同步辐射计算机断层成像揭示始新世森林中蝇类幼虫的生态系统功能
我们报道迄今为止首次发现的始新世波罗的海琥珀中的蝇幼虫 (双翅目) 前所未有的多样性，并利用这些化石来解决其所生存的森林中的古生态系统功能和过程。通常认为蝇幼虫极为罕见且鉴定困难，像大多数昆虫幼虫一样应用有限。本文使用同步辐射X射线计算机断层成像 (SR-µCT) 检测并鉴定出数十只来自波罗的海琥珀中的蝇幼虫, 并推断它们的生态相互作用。其中一块琥珀包含56个蝇幼虫和明显的哺乳动物粪便。我们对该化石有极大的兴趣, 因它有助于我们对始新世森林中碳循环的理解。像今天的某些幼虫一样, 在粪便残留物上如此大量蝇幼虫表明蝇类在始新世森林中回收有机物方面起着重要作用。通过对苍蝇古群落的分析，我们还可以推测出一种假说机制, 通过该机制在波罗的海地区形成了大量与地质有关的琥珀矿床。通过扫描, 我们鉴定出与现存的食蚜蝇科（Syrphidae）密切相关的七个幼虫, 该类幼虫生存于真社会的膜翅目 (Hymenoptera) 的巢中, 或者有时居于被其它挖洞昆虫幼虫破坏的树上流出的树液中。
关键词: 始新世; 气候变化; 琥珀; 昆虫; 代用气候指标; 双翅目
Translator: Hongshan Wang
