Malfjäll, bevarad i leran av en barrskogssjö, har använts för att identifiera utbrott av dessa insekter under de senaste 10, 000 år. Denna banbrytande nya teknik, rapporteras i open access-journalen Gränser i ekologi och evolution , kan berätta mer om frekvensen och intensiteten av tidigare och framtida insektsepidemier, deras påverkan på skogsmiljön och hur de är kopplade till klimatförändringar.

"Det här är en spännande upptäckt, vilket avsevärt kommer att öka vår kunskap om förhistoriska skogsekosystem, " säger Dr. Miguel Montoro Girona, gemensam huvudförfattare till denna artikel, baserad på Sveriges Lantbruksuniversitet, Umeå, Sverige. "Det är jämförbart med fossila pollen- och kolmarkörer i sediment, som revolutionerade förhistorisk forskning för att ge information om växter, klimat och skogsbränder som går tillbaka tusentals år. Vår nya metod kan tillämpas på många ekosystem där nattfjärilar och fjärilar har ett markant inflytande på landskapet."

Fjärilar är en av de mest utbredda och igenkännliga insekterna i världen. I de boreala skogarna i Nordamerika, som huvudsakligen består av barrträd, vintergröna träd, larven av en malart – granknoppmasken – kan periodvis orsaka allvarliga och utbredda skador. Detta leder till miljontals dollar förlorade intäkter till den skogsbaserade ekonomin.

Det var under en rutinobservation av ett av dessa utbrott som forskarna fick ett "eureka"-ögonblick.

"Tillsammans med en insektsspecialist, vi identifierade nyligen en "konstig" struktur i en kollegas sjövattenprov, som visade sig vara en fjäll från en malvinge, "säger Dr Hubert Morin, medförfattare, baserad på Québec University, Kanada. "Efteråt, under ett granknoppsutbrott, Jag märkte att sjöarna var täckta av döda nattfjärilar. Genom att veta att de är gjorda av ett material som sannolikt kommer att vara välbevarat i sedimenten av sjöar, Jag insåg att de hade potential att ge information om dessa svärmar som går tillbaka tusentals år."

Denna aning visade sig vara sann. Ta en 5 meter lång kärna av sediment från en skogssjö nära Québec, som representerade 10, 000 års sedimentavlagringar, forskarna vid Québec -universitetet tillbringade fem år med att perfekta sin metod för att extrahera, undersöka och räkna malfjäll under mikroskopet från varje sedimentlager.

"Vår analys avslöjade toppar av malfjäll som motsvarade kända perioder av insektsutbrott. Det betyder att vi kan räkna ut när dessa epidemier inträffade innan registreringar började, " säger Dr Lionel Navarro gemensam huvudförfattare, baserad på Québec University, som tillbringade mycket tid i laboratoriet med att bearbeta dessa prover. "Denna nya metod kommer att vara till enorm hjälp för framtida forskning inom så breda områden som ekologi och evolution, bevarande av biologisk mångfald, klimatförändringar och skogsbruk."

Författarna förklarar, "Med Gran Budworm som exempel, nattfjärilar och fjärilar kan vara en av de viktigaste naturliga störningarna, förändra skogens struktur och artsammansättning, med starka ekonomiska konsekvenser för skogsbruket och jordbruket. De är en "paraplyart" - den näst mest mångsidiga djurgruppen i världen - så att förbättra vår förståelse för dessa varelser kommer i sin tur att ge mycket information om andra arter och tillståndet i ekosystemet de befinner sig i."

De fortsätter, "För närvarande, klimatförändringarna är en av vår planets största utmaningar. Att förstå våra tidigare ekosystem är avgörande för att förutsäga framtiden. Baserat på klimatförändringsprognoser, insektsutbrott kommer att vara vanligare, med högre svårighetsgrad. Vår nya teknik kan hjälpa oss att förstå hur nattfjärilar och fjärilar reagerar på olika klimatscenarier och miljöförändringar, så att vi kan förutsäga deras svar på klimatförändringarna, såväl som deras sårbarhet och risk för utrotning."