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看,一亿年前的琥珀花蚤在为花传粉

作者: 王天琪 来源: 北京青年报
2019-11-14 07:15 
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  缅甸琥珀花蚤传粉复原模拟图

近日,中国科学院南京地质古生物研究所科研人员,在白垩纪中期(约一亿年前)缅甸琥珀中,发现了一枚为被子植物传粉的昆虫标本。这是迄今为止,人类发现的最早为花传粉的动物之一。

发现虫媒传粉直接证据

人类的大部分食物来自被子植物,而90%以上的被子植物需要昆虫授粉。如此重要的授粉行为是什么时候开始在地球上出现的,成为科学家关注的话题。

近日,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(约一亿年前)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。

该研究结果证实了许久以来学者们关于白垩纪甲虫是早期被子植物传粉者的猜想,填补了早期被子植物虫媒授粉证据的空白,为解答达尔文的“讨厌之谜”提供了一个关键证据。

研究团队在对一枚缅甸访花花蚤化石进行研究时发现,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。琥珀花蚤的身体侧扁,并呈C形弯曲,后足极其发达适于跳跃。该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,该花蚤口器的下颚须末节膨大,用于收集和取食花粉颗粒。

花蚤附近保存62粒花粉颗粒

包童告诉北京青年报记者,这枚化石是2012年的时候被他的导师王博采到南古所。化石采到所里后一直收于库房,直至2016年,他决定出国读博时,将包括这枚化石在内的一批化石带到了学校进行研究。

2018年,经过初步的整理研究后发现,这枚化石很可能能证实,白垩纪中期就已经出现真双子叶植物经花蚤科甲虫进行传粉的证据。包童说,最开始发现这枚化石的“秘密”时,他特别兴奋,但同时也很焦虑,“就是那种你明知道它有可能证实出真双子叶植物经花蚤科甲虫进行传粉,但是,因为难以观察等原因又没法把这个证据展现在所有人面前,告诉他们就是这样。”2018年年初的那两个月,包童每天都在这种既兴奋又焦虑的情绪中度过,“我真的每天都在找不同的人讨论、研究。”

经过数月的准备,包童和团队成员决定,先对琥珀标本进行物理处理,把琥珀化石精细打磨后,再利用激光共聚焦显微镜和高倍光学显微镜观察,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,“这些花粉颗粒呈现的是团簇状,只有经过虫媒传播的花粉才会呈现这种状态,而风吹来的花粉则是散的。”包童介绍。

与此同时,团队在观察后确定了这些花粉属于典型的三沟型花粉。三沟型花粉指每个花粉颗粒上具三条辐射排列的沟,这也是真双子叶植物的重要鉴定特征。琥珀中这些花粉个体较大,表面有复杂纹饰,部分颗粒形成花粉团,揭示了早期被子植物虫媒花的花粉特征。

包童说,这只花蚤的身形是蜷曲的,后足非常健壮,这些特点足可以证明,它能在花冠上跳来跳去,也能带着花粉飞来飞去。而且这只花蚤口器的下颚须非常宽大,就像一个小铲子,可以有助于收集花粉。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,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。

将虫媒传粉记录“大大提前”

这枚琥珀花蚤的发现在科学领域的贡献无疑是巨大的。包童告诉北青报记者,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,并提供了白垩纪中期,也是目前已知最早的被子植物虫媒传粉的直接证据。

文/本报记者 王天琪

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