En modern, manlig, nonbiting midge (Chironomidae:Tanytarsini) på ett blommande äppelträd i München, Tyskland. Chironomider finns från tropikerna till Arktis och Antarktis, och har funnits under långa spännvidder av geologisk historia, vilket gör dem till en lovande kandidat för paleokologi -studier. Kredit:Viktor Baranov
Forskare använder många proxyservrar för att rekonstruera jordens antika klimat. Pollen, kiselalger, geokemiska isotoper och fossiler, till exempel, alla bidrar till att lägga pussel från tidigare klimat. Insekternas allestädes närvarande och breda geografiska omfång – som den icke-bitande myggen (Order Diptera, Family Chironomidae), en typ av fluga - har gjort dem till ett användbart verktyg för att rekonstruera paleoklimat runt om i världen under det senaste geologiska förflutna.
Tidigare forskning använde chironomider för att rekonstruera klimatet under holocen (ungefär de senaste 11, 000 år), jämför de fossila insekterna med moderna myggor. "Denna [teknik] är ganska bra, men det har en stor nackdel:ju längre tillbaka i tiden du går, ju mindre tillämpligt det vi vet om täckningen av moderna djur blir, säger Viktor Baranov, en paleontolog vid Lüdwig Maximilians-Universitetet i München. Till exempel, dagens små trollsländor kanske inte delade en liknande räckvidd med de meterlånga trollsländorna från krita för cirka 100 miljoner år sedan, han förklarar.
Nu, Baranov och hans team har utvecklat en teknik för att nå tillbaka i tiden, använda storleken på fossila myggkroppar och vingar för att rekonstruera temperaturer ända tillbaka till början av krita för cirka 145 miljoner år sedan. Baranov säger att de ville lägga till en proxy som kan vara användbar för fossiler som finns i geologiska miljöer där andra proxyer kan vara oanvändbara. Deras resultat, presenterades vid European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2021, visa förhållandet mellan insekternas kroppsstorlek och latitud verkar vara en lovande ny proxy för paleotemperaturer.
Möjligheten att använda insekter för paleoklimatarbete djupt i det geologiska förflutna var lockande, och Baranov säger att han började titta på litteratur för att se om det kunde vara genomförbart. "Jag märkte att några arbetare skrev ner anekdotiska bevis i mycket gamla tidningar - det verkar som om den afrotropiska representanten för detta släkte som bor i Kongo verkar vara betydligt mindre än nära släktingar från Frankrike, Säger Baranov.
Med tanke på att Bergmanns regel, som hävdar att djur som isbjörnar eller amurtigrar som lever i Arktis är stora djur, medan deras kusiner i tropikerna är små, Baranov tänkte "det kan finnas en liknande tillförlitlig, kvantitativt samband mellan kroppsstorlek och temperatur" hos fossiliserade myggor. För att testa hans teori, han behövde börja mäta insekter.
Mäter många muggar
Insekternas allestädesnärvaro gör dem till en bra kandidat för att avslöja globala mönster, säger Baranov. "Samlingen enbart i München har cirka 2 miljoner exemplar av chironomider, från Antarktis till Arktis, från Australien till England. "
Teamet tittade på 6, 300 exemplar som levde någon gång mellan trias (245 miljoner år sedan) och idag, med bra geografisk platsinformation. De mätte kropps- och vinglängder, hitta det, på norra halvklotet chironomids, båda blev större ju nordligare deras utbredningsområde. Detta innebär att, som isbjörnar, myggorna blev större med kallare temperaturer.
"Den genomsnittliga myggen blir en millimeter längre för varje femte breddgrad, " säger Baranov. "Det var väldigt spännande för mig att lära mig. För det betyder att det verkar finnas en mycket stark signal, åtminstone i denna grupp. "
Resultaten visar potentialen av att använda ryggradslösa fossiler för kvantitativa analyser för att rekonstruera paleotemperaturer under miljontals år, säger Baranov.
Dessutom, Detta förhållande mellan temperatur och storlek kan vara användbart för att förutsäga vad som kan hända med moderna insektspopulationer som står inför klimatförändringar. "Jag jobbar också med insekternas tillbakagång och drivkrafterna bakom moderna insektsutrotningar, " säger Baranov. "Det verkar som att ökande temperaturer påverkar insekternas storlek, och det påverkar deras förmåga att flyga runt. "