Бурштинова мураха Гете: вчені розкрили таємницю зразка

Йоганн Вольфганг фон Гете відомий насамперед як найвидатніша літературна постать Німеччини, автор шедеврів 18 століття, зокрема «Фауста» та «Страждань юного Вертера». Проте його внесок у науку, особливо в ботаніку та оптику, також заслуговує на увагу. Цікавість Гете не мала меж, що підтверджує його колекція, яка включає понад 18 тисяч геологічних об'єктів. Більшість з них зберігається в його будинку-музеї у Веймарі, Німеччина. Однак невелика колекція бурштину, яку він класифікував просто як «горючі речовини», залишалася майже непоміченою до недавнього часу.

Каталог 1978 року фіксував лише чотири зразки бурштину, але нещодавня переінвентаризація виявила щонайменше 40 екземплярів. Деякі з них містили надзвичайно добре збережені біовключення — комах, які потрапили в пастку всередині бурштину мільйони років тому. Проблема полягала в тому, як їх досліджувати. Бурштин був непрозорим, а його культурна цінність не дозволяла різати чи полірувати зразки.

Команда дослідників з Університету Фрідріха Шиллера в Єні звернулася до високотехнологічних методів візуалізації. Вони використали синхротронну мікрокомп'ютерну томографію — техніку, що застосовує високоенергетичне рентгенівське випромінювання. Цей метод дозволив науковцям віртуально «зняти» шари бурштину, не торкаючись самого зразка.

Особливу увагу дослідники приділили одному конкретному екземпляру, який містив муравля виду Ctenobethylus goepperti. Сканування створило високоякісні тривимірні моделі комахи. Цей мураха належить до підродини Dolichoderinae — групи мурах, відомих сьогодні своєю швидкістю, здатністю розпилювати хімічні речовини та високою соціальністю. Однак рід Ctenobethylus довгий час залишався проблемним для науковців. Це була таксономічна плутанина, яку погано розуміли, оскільки скам'янілості часто були занадто малими або занадто затемненими для чіткого огляду.

Тривимірні реконструкції виявилися настільки чіткими, що розкрили скелет муравля, включаючи такі структури, як тенторіум — внутрішню опору голови, та простернум — частину грудної клітки. Це ендоскелетні особливості, які ніколи раніше не документувалися у викопних мурах кайнозойської ери. Побачивши «кістки» комахи, яка загинула десятки мільйонів років тому, команда змогла нарешті вирішити давню дискусію про те, де саме цей мураха належить на еволюційному дереві.

На основі отриманих даних дослідники зробили висновок, що цей вид, ймовірно, є сестринською групою до сучасного роду Liometopum. Якщо ви коли-небудь бачили в лісі масивні колони мурах, що марширують деревом, ви бачили сучасну версію цих комах.

«Ми повністю опрацювали зразок і на основі новоотриманої інформації створили тривимірну реконструкцію, яка доступна онлайн», — розповідає Даніель Трьоґер з Університету Єни. «Ця модель допомагає колегам у всьому світі ідентифікувати та порівнювати інші скам'янілості цього виду».

У теплих помірних хвойних лісах стародавньої Європи Ctenobethylus goepperti, ймовірно, відігравав домінуючу роль. Ці мурахи були деревними будівельниками «картонних гнізд», що означає, що вони споруджували складні житла на деревах, формуючи масивні колонії, які простягалися від стовбура до стовбура. Вони, ймовірно, були королями крон дерев.

Це відкриття підкреслює нову концепцію, яку називають колектомікою — підхід до музейних архівів як до високоцінних структурованих наборів даних. Застосовуючи сучасну морфологію «великих даних» до історичних колекцій, науковці можуть витягувати нові еволюційні істини зі зразків, зібраних понад 200 років тому.

Навіть невеликі індивідуальні колекції можуть виявитися корисними. Бурштинова колекція Гете не є особливо вражаючою за розмірами, але її виявилося достатньо в поєднанні з сучасними методами візуалізації, щоб побачити цей вид у новому світлі.

Гете колись писав, що жодна теорія не повинна заважати людині справді бачити. Сьогодні, використовуючи рентгенівські промені, які він ніколи не міг би уявити, ми нарешті бачимо те, що весь цей час було в його руках.