白垩统地层发现的琥珀显示昆虫传播花粉的最古老直接证据

缨尾目昆虫化石Gymnopollisthrips minor同步辐射图像,黄点为古代花粉微粒

今天有超过80%的植物依靠昆虫来传播花粉,授粉作用不仅仅存在于开花的被子植物,同样也存在于裸子植物如松柏类等。最著名的传播花粉昆虫如蜜蜂、蝴蝶等,但如苍蝇、甲虫等在漫长的地球历史中也随同植物一起发生了协同演化,而昆虫在传播花粉过程中,反过来也可以从中获取食物。

在过去20多年里,西班牙北部巴斯克(Basque)地区下白垩统地层(约1.1到1.05亿年)中陆续发现了大量保存有新种植物及动物的琥珀化石,其中昆虫化石占了最主要的地位。

最近,在新出土的琥珀标本中,科学家鉴别出了一种新种缨尾目(thysanopterans)昆虫化石——Gymnopollisthrips minor。缨尾目是昆虫纲中较小的一个目,由于它们身上有特征的银色鳞片,因此也被称为衣鱼,体长一般小于2毫米,以花粉或其它植物组织为食。

琥珀标本中的缨尾目化石体表常常粘附有大量植物花粉微粒。昆虫体表的毛具有特化的环状结构,能够增加其收集花粉的能力,该特点与现代的蜜蜂有点类似。相关的研究成果发表在著名的《美国国家科学院学报》《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志上。

科学家利用X射线同步辐射断层扫描技术,对化石标本及其体表所保存的花粉颗粒进行高精度的分析。花粉颗粒非常微小,并很好的粘附在昆虫体表,科学家推断这些花粉是属于苏铁或银杏树的,这两类植物都被认为是现代植物中的“活化石”。

那么,1亿多年前,究竟是什么原因导致了这些微小的昆虫开始了收集和传播花粉的工作?是进化作用所导致的吗?环状的毛除了对植物有利以外,昆虫自身的进化选择作用难以对其进行解释。该特征结构对昆虫而言唯一可能的好处就是可以利用花粉来喂养其幼虫。

只有琥珀才有可能如此完好的保存上亿年前的如花粉以及昆虫的精细结构,在1亿年前地球生物演化的关键时期,开花植物多样性开始迅速增加,并最终逐渐取代了恐龙时代一直占有优势地位的针叶类植物。

Carmen Soriano博士介绍道:“此次新发现的琥珀化石是迄今最古老昆虫传播花粉的直接证据,其时代可追溯到古老的恐龙时期。我们应该感谢昆虫传播花粉行为的出现,正因如此,开花植物和昆虫的协同演化成为了地球生物进化中最为精彩和成功的故事之一。在距今1亿多年前,缨尾目可能是地质历史中最古老的一批具传播花粉行为的昆虫,远远早于其它传播花粉昆虫祖先所出现的时间。”


(化石网/库森 编译)





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