У горищному сховищі Філогенетичного музею (Phyletisches Museum) в Єні, Німеччина, співробітники під час розчищення приміщень після пандемічного закриття випадково натрапили на забуту колекцію зі 161 фрагмента смоли. Частина зразків була неправильно підписана, інші взагалі не мали етикеток. Як повідомляє Scienmag, подальше розслідування, що поєднало хімію, історію та 3D-візуалізацію, не лише дало два нові для науки види, а й змусило переглянути частину «бурштинового» літопису комах.
Філогенетичний музей, заснований зоологом Ернстом Геккелем (Ernst Haeckel), зберігає близько 750 тисяч зразків, з них понад 30 тисяч — палеонтологічні. Серед них давно відомі шматки бурштину з рідкісними включеннями, наприклад ранніми стрепсиптерами. Однак знайдена колекція виявилася окремим, хаотичним зібранням: більшість етикеток вказували на Самландський півострів на Балтійському узбережжі, кілька — на східноафриканський копал, а десятки зразків взагалі не мали позначеного походження.
Чому важливо відрізнити бурштин від копалу
На вигляд бурштин і копал дуже схожі, але їхній вік може відрізнятися на десятки мільйонів років. Балтійський бурштин зазвичай має вік близько 40 мільйонів років (еоцен), тоді як східноафриканський копал зазвичай налічує від кількох сотень до кількох тисяч років. Так звана «дефаунована смола» (defaunation resin), зібрана в сучасних лісах, може бути молодшою за 250 років.
Ця різниця критична: якби зразки з Єни справді були еоценовим бурштином, то знайдені в них мурахи родів Dorylus, Crematogaster, Pheidole та Lepisiota стали б першими викопними свідченнями цих широко поширених сьогодні груп. Це різко відсунуло б назад у часі еволюційну історію цілих ліній.
Команда під керівництвом Брендона Будіно (Brendon Boudinot) вирішила не довіряти підписам. Спершу дослідники застосували класичні якісні тести для розрізнення бурштину й копалу: перевіряли плавучість у солоній воді, флуоресценцію під ультрафіолетом, пробували дряпати поверхню та спалювати крихітні фрагменти, щоб оцінити, чи матеріал плавиться чи горить.
Результати виявилися суперечливими. Усі зразки вели себе у воді так, як «обіцяли» етикетки, але жоден не світився характерним синім під ультрафіолетом, а випробування вогнем не дало чіткої межі між бурштином і копалом.
Хімічний «відбиток пальця» смоли
Вирішальними стали кількісні методи. Зразки відправили до Міжнародної бурштинової асоціації в Гданську, де їх дослідили за допомогою інфрачервоної спектроскопії з перетворенням Фур’є (FTIR). Цей метод фіксує хімічний «відбиток пальця» смоли.
Спектри повністю спростували підписи: усі блідо-жовті шматки, включно з тими, де містилися нібито еоценові мурахи, виявилися копалом. Натомість темніші, помаранчеві зразки були справжнім балтійським сукцинітовим бурштином.
Радіовуглецеве датування остаточно закріпило висновки. Фрагмент із мурахами-«солдатами» роду Dorylus показав вік близько 145 років, тобто це сучасна дефаунована смола. Інший шматок із короїдом-псокоптерою (barklouse) виявився приблизно 390-річним. Жоден із цих зразків не наближався до еоцену.
Біологічні дані підтвердили картину. За допомогою
Натомість темні шматки справжнього балтійського бурштину містили справді давні включення, зокрема вимерлу мураху Yantaromyrmex geinitzi, ендемічну для балтійського бурштину.
Два нові види і новий символ у таксономії
Попри «омолодження» частини колекції, дослідження принесло й справжні відкриття. Із копалу віком близько 390 років команда описала Amphientomum knorrei — новий вид лускатої псокоптери (scaled barklouse) з родини Amphientomidae. Вид назвали на честь багаторічного куратора та історика музею Дідріха фон Кнорре (Diedrich von Knorre). Оскільки зразок збережений у копалі, а не в справжньому бурштині, вид, імовірно, досі існує у Східній Африці.
Щоб відобразити цю невизначеність, автори запропонували нову таксономічну умовність: подвійний кинджал для видів, відомих лише з копалу або дефаунованої смоли. Він відрізнятиметься від традиційного одинарного кинджала, яким позначають справжні бурштинові викопні види, що напевно вимерли.
Із фрагмента справжнього балтійського бурштину описали другий новий вид — Baltistena nigrispinata, жука з родини Mordellidae (tumbling flower beetles). Його вирізняють помітні чорні «гребені» з лускоподібних щетинок на задніх ногах.
Команда також визначила неотип для мурахи Pheidole cordata — назви, яка плутала систематиків ще з 1829 року. Тепер вид прив’язаний до конкретного, радіовуглецево датованого зразка копалу з єнської колекції.
Таксономічне «прибирання» і музейна детективна історія
Окрім опису нових видів, дослідження провело масштабне «прибирання» в систематиці. Десятки погано збережених «мурах» були виведені з роду Camponotus і перенесені до формальних родів на кшталт Camponotites, а також новостворених Eocamponotus та Incertogaster. Це зроблено для того, щоб ненадійні назви не використовувалися як опорні точки при калібруванні еволюційних дерев.
Історичний аналіз простежив і шлях колекції до музею. Почерк на етикетках і архівні свідчення вказують на період після Геккеля і, ймовірно, на Ернста Ульмана (Ernst Uhlmann) — препаратора, а згодом директора музею, який мав власну невелику бурштинову колекцію й заповів її фон Кнорре. Той, своєю чергою, передав її до музейних фондів.
Оригінальний рахунок прусської гірничої компанії, що розробляла бурштинові копальні в Кенігсберзі, датований проміжком між 1923 і 1929 роками, прив’язує принаймні одну покупку до міжвоєнного періоду, коли на Самландському півострові щороку видобували близько 500 тонн бурштину.
Урок скептицизму для бурштинових досліджень
Автори наголошують: традиційні якісні тести для визначення бурштину виявилися ненадійними, якщо порівнювати їх із кількісними методами на кшталт інфрачервоної спектроскопії. А музейні етикетки, навіть старі й «авторитетні», не можуть замінити хімічну та біологічну перевірку.
Це особливо важливо на тлі стрімкого зростання кількості описів викопних комах із бурштину, зокрема крейдового бірманського. Помилково підписані зразки можуть непомітно спотворювати еволюційні часові шкали й філогенетичні реконструкції.
Водночас дослідники підкреслюють, що молоді смоли не варто відкидати. Копал і дефаунована смола фіксують миттєві «знімки» недавнього біорізноманіття й можуть стати останнім вікном у екосистеми, які нині швидко зникають через вирубування лісів і зміну клімату.
Пересортована колекція з Єни, тепер чітко поділена на дефауновану смолу, копал і справжній балтійський бурштин, стала водночас цінним науковим ресурсом і застереженням про те, наскільки сильно може впливати на науку одна невірна музейна етикетка.