Da Insekten keine Knochen haben, haben sie keine Skelette zurückgelassen, die Paläontologen Millionen von Jahren später aufdecken konnten. Wie lernen Wissenschaftler alte Insekten kennen, ohne versteinerte Knochen zu studieren? Sie untersuchen die zahlreichen Hinweise auf die verschiedenen Arten von Insektenfossilien, die im Folgenden beschrieben werden. Für den Zweck dieses Artikels haben wir ein Fossil als einen physischen Beweis für das Leben von Insekten aus einer Zeit vor der Aufzeichnung der Menschheitsgeschichte definiert.
Vieles, was wir über prähistorische Insekten wissen, stammt von Beweisen, die in Bernstein oder uraltem Baumharz gefangen sind. Da Baumharz eine klebrige Substanz ist - denken Sie an eine Zeit, in der Sie die Kiefernrinde berührt haben und sich mit einem Saft an Ihren Händen abgesetzt haben -, würden Insekten, Milben oder andere winzige Wirbellose bei der Landung auf dem weinenden Harz schnell eingeklemmt. Wenn das Harz weiter sickerte, würde es das Insekt bald einhüllen und seinen Körper erhalten.
Bernsteineinschlüsse reichen bis in die Karbonzeit zurück. Wissenschaftler können auch erhaltene Insekten in Harz finden, die nur wenige hundert Jahre alt sind; Diese Harze heißen Copal, nicht Bernstein. Da Bernsteineinschlüsse nur dort entstehen, wo Bäume oder andere harzhaltige Pflanzen wachsen, dokumentieren die im Bernstein aufgezeichneten Insektenbeweise die Beziehung zwischen alten Insekten und Wäldern. Einfach ausgedrückt, lebten in Bernstein gefangene Insekten in oder in der Nähe von Waldgebieten.
Wenn Sie jemals Ihre Hand in ein frisch eingegossenes Zementbett gedrückt haben, haben Sie das moderne Äquivalent eines Abdruckfossils geschaffen. Ein Abdruckfossil ist eine Form eines alten Insekts oder häufiger ein Teil eines alten Insekts. Die haltbarsten Teile des Insekts, die harten Sklerite und die Flügel, machen den größten Teil der Abdruckfossilien aus. Da Eindrücke nur eine Form eines Objekts sind, das einmal in den Schlamm gepresst wurde, und nicht das Objekt selbst, nehmen diese Fossilien die Farbe der Mineralien an, in denen sie gebildet werden.
Typischerweise umfassen Insektenabdrücke nur eine Form des Flügels, häufig mit ausreichend detaillierter Flügelvernetzung, um den zu bestellenden Organismus oder sogar die Familie zu identifizieren. Vögel und andere Raubtiere, die das Insekt gefressen haben könnten, würden die Flügel als ungenießbar oder sogar unverdaulich empfinden und sie zurücklassen. Lange nachdem der Flügel oder die Nagelhaut verfallen sind, bleibt eine Kopie davon in Stein gemeißelt. Abdruckfossilien stammen aus der Karbonzeit und bieten Wissenschaftlern Momentaufnahmen des Insektenlebens von vor bis zu 299 Millionen Jahren.
Einige fossile Spuren entstanden, als das Insekt (oder ein Teil des Insekts) in Sedimentgestein physisch komprimiert wurde. Bei einer Kompression enthält das Fossil organische Substanzen des Insekts. Diese organischen Rückstände im Gestein behalten ihre Farbe, so dass der versteinerte Organismus auffällt. Je nachdem, wie grob oder fein das Mineral ist, aus dem das Fossil besteht, kann ein durch Kompression konserviertes Insekt außerordentlich detailliert erscheinen.
Chitin, das einen Teil der Nagelhaut des Insekts ausmacht, ist eine sehr haltbare Substanz. Wenn der Rest des Insektenkörpers zerfällt, bleiben oft die chitinhaltigen Bestandteile zurück. Diese Strukturen, wie die harten Flügeldecken von Käfern, machen den größten Teil des Fossilienbestandes von Insekten aus, die als Kompressionen gefunden wurden. Kompressionsfossilien reichen wie Impressionen bis in die Karbonzeit zurück.
Paläontologen beschreiben das Verhalten von Dinosauriern auf der Grundlage ihrer Untersuchung fossiler Fußabdrücke, Schwanzspuren und Koprolithen - Spuren des Lebens von Dinosauriern. Ebenso können Wissenschaftler, die prähistorische Insekten untersuchen, durch die Untersuchung von Spurenfossilien viel über das Verhalten von Insekten lernen.
Spurenfossilien erfassen Hinweise darauf, wie Insekten in verschiedenen geologischen Zeiträumen lebten. So wie ausgehärtete Mineralien einen Flügel oder eine Nagelhaut bewahren können, kann eine solche Versteinerung auch Höhlen, Frasse, Larven und Gallen bewahren. Spurenfossilien liefern einige der umfangreichsten Informationen über die gemeinsame Entwicklung von Pflanzen und Insekten. Blätter und Stängel mit offensichtlichen Schäden an der Insektenernährung gehören zu den am häufigsten vorkommenden Fossilien. Auch die Spuren der Bergleute sind in Stein gemeißelt.
Jüngere Fossilien - wenn man 1,7 Millionen Jahre alte Fossilien als jung bezeichnen kann - werden aus Sedimentfallen gewonnen, die die Quartärperiode darstellen. Insekten und andere Arthropoden, die in Torf, Paraffin oder sogar Asphalt immobilisiert waren, wurden als Sedimentschichten, die sich über ihren Körpern ansammelten, eingegraben. Ausgrabungen solcher fossilen Standorte bringen oft Zehntausende von Käfern, Fliegen und anderen wirbellosen Tieren hervor. Die in Los Angeles gelegene Teergrube La Brea ist eine berühmte Sedimentfalle. Dort haben Wissenschaftler weit über 100.000 Arthropoden ausgegraben, darunter viele Aasfresser, die zusammen mit den großen Wirbeltierkadavern, mit denen sie gefüttert haben, erhalten geblieben sind.
Sedimentfallen bieten Wissenschaftlern mehr als einen Artenkatalog ab einem bestimmten geologischen Zeitrahmen. Nicht selten weisen solche Standorte auch auf den Klimawandel hin. Viele, wenn nicht die meisten der in Sedimentfallen vorkommenden wirbellosen Arten sind noch vorhanden. Paläontologen können ihre Fossilienfunde mit den derzeit bekannten Verteilungen lebender Arten vergleichen und Informationen über das Klima zum Zeitpunkt der Bestattung dieser Insekten extrapolieren. Fossilien, die zum Beispiel aus den Teergruben von La Brea geborgen wurden, sind terrestrische Arten, die heute in höheren Lagen leben. Dies deutet darauf hin, dass die Gegend früher kühler und feuchter war als heute.
In einigen fossilen Schichten finden Paläontologen perfekt mineralisierte Kopien von Insekten. Während der Körper des Insekts zerfiel, fielen gelöste Mineralien aus der Lösung aus und füllten die Lücke, die beim Zerfall des Körpers zurückblieb. Eine Mineralreplikation ist eine genaue und oft detaillierte dreidimensionale Replikation des Organismus, ganz oder teilweise. Solche Fossilien bilden sich typischerweise an Orten, an denen das Wasser reich an Mineralien ist. Daher sind Tiere, die durch Mineralreplikationen dargestellt werden, häufig Meerestiere.
Mineralreplikationen geben Paläontologen einen Vorteil bei der Ausgrabung von Fossilien. Da das Fossil normalerweise aus einem anderen Mineral als das umgebende Gestein besteht, können sie häufig das äußere Gesteinsbett auflösen, um das eingebettete Fossil zu entfernen. Beispielsweise können Silikatreplikationen mit einer Säure aus Kalkstein extrahiert werden. Die Säure löst den Kalkstein auf und das Silikatfossil bleibt unversehrt.