琥珀封存1億年前被子植物甲蟲傳粉起源秘事

甲蟲是從什么時(shí)候開(kāi)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(jí)刊物《自然—植物》刊發(fā)中國(guó)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(wàn)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(kāi)花植物）占絕對(duì)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(lái)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(duì)被子植物的蟲媒傳粉模式的起源知之甚少。

中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所蔡晨陽(yáng)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(guò)對(duì)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(jiàn)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(duì)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(guò)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(zhǎng)柱狀糞便，與甲蟲距離最近的糞化石不到2毫米。通過(guò)對(duì)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。