南京专家“抓获”一亿年前的“采花大盗”
2019-11-12 09:15

它,米粒大小,但是有善于收集花粉的“嘴”和善于跳跃的“腿”。

它,传播花粉,让一亿年后的地球处处生机勃勃。

它,就是一亿年前的“采花大盗”!

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在地球上,有30多万种被子植物(又叫做有花植物),是当今最繁盛的植物类群,它们不仅提供了人类大部分的粮食,绚丽多姿的花朵点缀大地,让我们的地球变得婀娜多姿。

大家都知道,90%以上的被子植物需要昆虫授粉,但是“授粉”是什么时候开始在地球上出现的呢?中国科学院南京地质古生物研究所科研人员在缅甸琥珀中的新发现,最早的被子植物虫媒传粉机制已经于1亿年前就出现了。相关研究成果于北京时间11月12日在线发表于《美国科学院院报》(PNAS)上。

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A  它,是达尔文的“讨厌之谜”

在被子植物当中,真双子叶植物占到75%,其中包括大多数常见植物,很多与我们息息相关,譬如:棉花、大豆、花生、向日葵、苹果、各种瓜类等。可以说甲虫等昆虫对真双子叶植物的传粉行为,是维持现今陆地生态系统和人类农业生产正常运转的基础。

达尔文在19世纪中后期提出了生物进化论。但并不是所有化石证据都指向达尔文期望印证的方向。比如,被子植物在白垩纪中期突然大量出现的现象,就令达尔文百思不得其解。所以以他将被子植物的起源称为“讨厌之谜”。

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昆虫传粉被认为是白垩纪中期被子植物大爆发的一个关键因素。尽管白垩纪中期昆虫和被子植物的种类已经较为丰富,但此时期被子植物虫媒传粉的直接证据却一直缺失。

中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”的联培博士生包童(波恩大学与南古所联合培养)在王博研究员的指导下,与李建国研究员和美国David Dilcher教授合作,在白垩纪中期(约1亿年前)缅甸琥珀中,发现了真双子叶植物经花蚤科甲虫进行传粉的直接证据,为解答达尔文的“讨厌之谜”提供了一个关键证据。

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B   它,米粒大的身体藏着60多粒花粉

该研究报道了缅甸琥珀中一个身体携带大量花粉的花蚤科甲虫,定名为缅甸访花花蚤。甲虫是现今自然界中物种最丰富的昆虫类群,专家告诉记者,到目前为止,花蚤甲虫还有3000多种。

该枚化石右侧被密集小气泡遮挡,只有左侧特征可被观察。研究团队利用高分辨率光学显微镜和显微断层扫描技术(显微CT)对花蚤身体形态进行分析,获得了高精度三维图像。

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记者在南京古生物研究所看到了这块琥珀。琥珀晶莹剔透,只有指甲盖大小,里面包裹的花蚤肉眼难辨。

但在显微镜下能清晰看到,琥珀花蚤的身体侧扁,并呈C型弯曲,后足极其发达适于跳跃。

这样的体型非常适合在花冠上移动,从而高效地接触并携带花粉。此外,这只花蚤口器的下颚须末节膨大,用于收集和取食花粉颗粒。

王博说,研究团队对琥珀标本精细打磨处理后,利用激光共聚焦显微镜和高倍光学显微镜的观察,发现花蚤的腹部、鞘翅和身体附近保存了至少62枚花粉颗粒,并确定了这些花粉属于典型的三沟型花粉——这也是真双子叶植物的重要鉴定特征。

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显微镜下的缅甸琥珀花蚤和携带的花粉

C  它,将虫媒传粉的记录提前了至少5000万年

综合花蚤身体构型、口器形态、体毛特征、花粉形态等一系列证据,该项研究确定此琥珀标本展现了白垩纪中期花蚤类甲虫对被子植物的传粉行为,并揭示了早期真双子叶植物的虫媒传粉机制。

在此之前最早的被子植物昆虫传粉的直接证据是来自德国梅塞尔化石坑出土的蜜蜂及花粉化石(约4800万年前)。因此,缅甸琥珀传粉花蚤的研究将此记录提前了至少5000万年,并提供了白垩纪唯一的,也是最早的被子植物虫媒传粉的直接证据。

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缅甸琥珀传粉花蚤传播花粉行为的复原图 由南京古生物所提供

通讯员 盛捷 扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹

摄影 新华报业视觉中心记者 刘莉

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