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一亿年前琥珀封存甲虫传粉最后一餐
来源:交汇点   作者:张宣   2021-04-13 09:32:00
甲虫是什么时候开始取食被子植物(也称开花植物)花粉的?

交汇点讯 甲虫是什么时候开始取食被子植物(也称开花植物)花粉的?4月12日在植物学顶级刊物《自然—植物》刊发中国科学院南京地质古生物研究所一项新发现:一枚距今约9900万年前的琥珀中包裹着高等被子植物的花粉和花粉簇以及大量花粉组成的甲虫粪便,为白垩纪甲虫取食花粉的提供了直接证据。

甲虫为早期高等被子植物传粉的生态复原图

自然界五彩斑斓、万紫千红。陆地生态系统中被子植物占绝对的主导地位,大多数被子植物是依靠昆虫或其它动物传粉来维持植物种群的繁衍。但是,目前人们对被子植物的虫媒传粉模式的起源知之甚少,有助于阐释被子植物传粉起源的化石证据更是极其罕见。

中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳研究员指导布里斯托大学大一学生ErikTihelka,并与李丽琴博士等人合作,在白垩纪中期缅甸琥珀中发现了一枚极其罕见且保存精美的甲虫化石。“经鉴定,里面的甲虫是短翅花甲科的1新属1新种,即新生粉花甲。”蔡晨阳告诉记者,短翅花甲科是鞘翅目扁甲总科中一个较小的科,幼虫和成虫都爱食花。

缅甸琥珀中与新生粉花甲保存在一起的三沟型花粉簇以及两枚由同样花粉组成的甲虫粪便化石(绿色为激光共聚焦图)

有趣的是,琥珀中发现的新生粉花甲与现生类型十分相似,在其身体结构上进化出了与访花和取食花粉相适应的特征,如下颚须末端的感受器、跗节腹面用于攀附的柔毛以及腹部背面密布的可携带花粉的柔毛等。研究人员还在这枚甲虫的身体表面和虫体附近发现了许多高等被子植物的花粉和花粉簇。

白垩纪中期缅甸琥珀中发现的新生粉花甲(Pelretes vivificus)及其传粉相关的适应性特征(绿色为激光共聚焦图)

研究团队对琥珀标本打磨处理后,利用实体显微镜、生物荧光显微镜和激光共聚焦显微镜进行观察研究,发现甲虫被超过100枚花粉颗粒包围,甲虫附近有四个聚集而成花粉簇。这些花粉属于典型的三沟型花粉。经鉴定属于真双子叶植物,与菊亚纲和蔷薇亚纲植物的花粉接近。更为重要的,研究人员首次在琥珀化石中发现了两枚三维保存的、由三沟型花粉组成的长柱状粪便,与甲虫距离最近的粪化石不到2毫米。通过对粪化石形状、大小、组分等综合研究表明其与现生甲虫粪便十分相似。

“我们通过对粪化石形状、大小、组分等综合研究表明,其与现生甲虫粪便和在植物化石中发现的甲虫粪便十分相似。”蔡晨阳表示,以上一系列证据为白垩纪中期甲虫取食花粉这一生态关系的建立提供了直接可靠的证据,证明了白垩纪中期甲虫与高等真双子叶植物之间已经建立了一直延续至今的传粉关系,揭示了白垩纪中期高等被子植物传粉甲虫的多样性,为研究现代陆地生态系统中昆虫与被子植物的协同演化关系的演化提供了关键例证。

新华日报•交汇点记者 张宣

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