Röntgenopnamen brachten de parasitaire wespen in de poppen aan het licht. Illustratie: Georg Oleschinski, University of Bonn (Foto) & Thomas van de Kamp, KIT (Weergave); Nature Communications)

Parasitaire wespen ontdekt in miljoenen jaren oude fossiele vliegenpoppen

Parasitaire wespen bestonden al tientallen miljoenen jaren geleden. Dat blijkt uit een studie van de poppen van vliegen in oude museumcollecties. Een internationaal team onder leiding van het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vond met ultrasnelle röntgenbeeldvorming 55 fossiele parasieten in hun gastheren. Ze konden vier tot nu toe onbekende, en intussen uitgestorven, soorten parasitaire wespen beschrijven.  

De onderzoekers bestudeerden meer dan 1.500 gemineraliseerde poppen - de overgangsface tussen larve en volwassen insect - van vliegen uit de collecties van het Naturhistorisches Museum Basel en het Naturhistoriska Riksmuseet in Stockholm, die in de late 19e eeuw verzameld waren in fosforietmijnen in de buurt van Quercy in Frankijk.

In 1944 beschreef de Zwitserse entomoloog - insectendeskundige - Eduard Handschin de fossielen tot in de kleinste details, en hij benadrukte het belang van de vliegenpoppen van nauwelijks 3 mm lang, die er langs buiten weinig opmerkelijk uitzagen. Handschin dacht dat hij in een dun stuk van een waarschijnlijk 34 tot 40 miljoen jaar oude pop de contouren zag van een parasitaire wesp, maar hij kon het niet bewijzen, en de vondsten raakten meer dan 70 jaar in de vergeethoek. 

Maar de bemerkingen van Handschin vormden wel het vertrekpunt voor de nieuwe studie, die gebruik kon maken van de modernste technologie op het gebied van beeldvorming.   

Langs buiten zien de fossiele poppen er weinig opmerkelijk uit. Foto: Georg Oleschinski, University of Bonn

Synchrotron röntgen-microtomografie

Dankzij ultrasnelle röntgenbeeldvorming kregen de onderzoekers toegang tot de fossielen op een manier die Handschin zich niet zou hebben kunnen voorstellen. 

Bij stalen die ondoorzichtig zijn, kunnen de innerlijke structuren enkel op een niet-invasieve manier en in drie dimensies bestudeerd worden met röntgenstralen. Het team bestudeerde de poppen met synchrotron röntgen-microtomografie. Synchrotron stralingsbronnen, een soort van deeltjesversnellers, produceren elektromagnetische straling met een veel breder spectrum en een veel hogere intensiteit dan conventionele bronnen, wat een veel gedetailleerdere beeldvorming toelaat.  

De metingen voor het project gebeurden aan het UFO hoge-snelheids tomografiestation van het synchrotron van het KIT, dat ook voor een deel van de verwerking van de gegevens instond. "De beeldvorming en de evaluatie van de gegevens gebeurden voor een deel op een geautomatiseerde manier, wat de opmetingen doenbaar maakte", zo zei project-coördinator doctor Thomas van de Kamp van het KIT in een persmededeling. 

Nadat de gefossiliseerde vliegenpoppen onderzocht waren, werden de parasitaire wespen uit het Paleogeen digitaal gereconstrueerd. Daarvoor werkten 18 geleerden samen, biologen, paleontologen, natuurkundigen, computerspecialisten en wiskundigen van verschillende universiteiten en musea. 

Een digitale reconstructie van de wesp Xenomorphia resurrectan die met haar legboor een ei legt in de pop van een vlieg. (Illustratie: Thomas van de Kamp/KIT/Nature Communications)

De xenomorf uit de film "Alien"

De resultaten van het project geven belangrijke informatie over de evolutie van het parasitisme, zo zeggen de onderzoekers. Parasitisme is wijd verspreid en heeft een belangrijke impact op allerlei ecosystemen. Vandaag zijn naar schatting zo'n 50 procent van alle dierensoorten parasieten. De relatie tussen de diversiteit van soorten en parasitisme is heel erg duidelijk in de soortenrijke insectenorde Hymenoptera of de Vliesvleugeligen, waartoe wespen behoren. Er behoren wespen toe die onder meer rupsen, vliegenmaden, spinnen en lieveheersbeestjes als levende maaltijd voor hun jongen uitkiezen. En er zijn zelfs parasitaire wespen die andere soorten parasitaire wespen als slachtoffer kiezen. 

De onderzoekers konden in de onderzochte vliegenpoppen vier tot nu toe onbekende, uitgestorven wespensoorten identificeren, die endoparasieten waren in het Paleogeen, het tijdvak dat loopt van 66 miljoen jaar geleden tot zo'n 23 miljoen jaar geleden. Endoparasieten zijn parasieten die zich ontwikkelen binnen in het lichaam van hun gastheren. 

Ieder van de vier parasitaire wespensoorten had een eigen strategie om zich aan te passen aan hun gastheer. De soort die van de vier het meest werd aangetroffen, werd door de onderzoekers "Xenomorphia resurrecta" genoemd. Het geslacht Xenomorphia verwijst naar het slijmerige wezen uit de film "Alien", dat bekend staat als een xenomorf en dat zich ook endoparasitair ontwikkelt. De soortnaam resurrecta verwijst naar de digitale resurrectie - verrijzenis - van de soort, zo zei Van de Kamp. 

De andere soorten werden Xemomorphia handschini genoemd, Coptera anka, en Palaeortona quercyensis. 

Doctor Van de Kamp zei tenslotte nog dat het project bewijst dat het de moeite loont om oude collecties opnieuw te bestuderen met de nieuwste technologie. 

De studie van het internationale team is gepubliceerd in "Nature Communications".  

Video player inladen ...
Video player inladen ...
Röntgen-tomografie van een aantal van de poppen (Illustratie: Georg Oleschinski, University of Bonn (foto) & Thomas van de Kamp, KIT (weergave); Nature Communications)