自然科普:琥珀封存1億年前被子植物甲蟲傳粉起源秘事
發(fā)布時(shí)間:2021-04-13
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  甲蟲是從什么時(shí)候開始化身成為被子植物的“紅娘月老”?4月12日在植物學(xué)頂級刊物《自然—植物》刊發(fā)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn):一枚9900萬年前的琥珀化石中包裹著的短翅花甲及花粉、糞便,為白堊紀(jì)甲蟲取食花粉的生態(tài)關(guān)系的建立提供了直接證據(jù)。

  陸地生態(tài)系統(tǒng)中被子植物(也稱開花植物)占絕對的主導(dǎo)地位,大多數(shù)被子植物是依靠昆蟲或其它動(dòng)物傳粉來維持植物種群的繁衍。被子植物的傳粉者在陸地生態(tài)系統(tǒng)中至關(guān)重要,例如蜜蜂、蝴蝶、蛾子、甲蟲、蠅類等訪花昆蟲扮演著不可替代的角色。然而,目前人們對被子植物的蟲媒傳粉模式的起源知之甚少。

  中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所蔡晨陽研究員指導(dǎo)布里斯托大學(xué)的學(xué)生Erik Tihelka,并與李麗琴博士等人合作,通過對大量中生代甲蟲化石的系統(tǒng)收集和研究,在白堊紀(jì)中期緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了一枚極其罕見且保存精美的甲蟲化石。該化石被鑒定為短翅花甲科的1新屬1新種,即新生粉花甲。

  琥珀中發(fā)現(xiàn)的新生粉花甲與現(xiàn)生類型十分相似,在其身體結(jié)構(gòu)上進(jìn)化出了與訪花和取食花粉相適應(yīng)的特征,如下顎須末端的感受器、跗節(jié)腹面用于攀附的柔毛以及腹部背面密布的可攜帶花粉的柔毛等。研究人員還在這枚甲蟲的身體表面和蟲體附近發(fā)現(xiàn)了許多高等被子植物的花粉和花粉簇。

  研究團(tuán)隊(duì)對琥珀標(biāo)本打磨處理后,利用實(shí)體顯微鏡、生物熒光顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行觀察研究,發(fā)現(xiàn)甲蟲被超過100枚花粉顆粒包圍,甲蟲附近有四個(gè)聚集而成花粉簇。這些花粉屬于典型的三溝型花粉。經(jīng)鑒定屬于真雙子葉植物,與菊亞綱和薔薇亞綱植物的花粉接近。

  更為重要的,研究人員首次在琥珀化石中發(fā)現(xiàn)了兩枚三維保存的、由三溝型花粉組成的長柱狀糞便,與甲蟲距離最近的糞化石不到2毫米。通過對糞化石形狀、大小、組分等綜合研究表明其與現(xiàn)生甲蟲糞便十分相似。

  以上一系列證據(jù)為白堊紀(jì)中期甲蟲取食花粉這一生態(tài)關(guān)系的建立提供了直接可靠的證據(jù),證明了白堊紀(jì)中期甲蟲與高等真雙子葉植物之間已經(jīng)建立了一直延續(xù)至今的傳粉關(guān)系,揭示了白堊紀(jì)中期高等被子植物傳粉甲蟲的多樣性,為研究現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)中昆蟲與被子植物的協(xié)同演化關(guān)系的演化提供了關(guān)鍵例證。



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