研究進(jìn)展

南京古生物所揭示一億年前傳粉蝎蛉特化的口器形態(tài)

日期: 2020-03-09

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  中生代存在著一類特殊的長翅目昆蟲——中生蝎蛉,它們具有特化的、明顯伸長的口器,被認(rèn)為是被子植物大輻射之前的裸子植物的重要傳粉者。近日,科研人員通過對(duì)約1億年前白堊紀(jì)緬甸琥珀中昆蟲化石的研究,揭示了這類生物的長口器的起源。相關(guān)研究成果于34日在線發(fā)表于《科學(xué)》(Science)雜志子刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)。 

  中生蝎蛉廣泛分布于我國侏羅紀(jì)燕遼生物群、白堊紀(jì)熱河生物群和緬甸琥珀生物群。在中生蝎蛉總科中,阿紐蝎蛉科(Aneuretopsychidae)是已知第一個(gè)具長口器的長翅目昆蟲,其口器結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是與跳蚤同源。因此,阿紐蝎蛉科的口器對(duì)于人們了解長口器的起源和蚤目的起源具有重要意義。但已知標(biāo)本都是基于二維的巖石印痕化石,其口器細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)仍不清楚,并存有很大爭(zhēng)議。 

  中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所“現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)起源與早期演化研究團(tuán)隊(duì)”的碩士研究生趙向東在研究員王博和張海春的指導(dǎo)下,通過對(duì)白堊紀(jì)緬甸琥珀(約1億年前)中的阿紐蝎蛉科昆蟲的研究,為了解傳粉和吸血昆蟲的早期演化提供了新證據(jù)。 

  研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)阿紐蝎蛉科口器主要包括三個(gè)部分:一個(gè)細(xì)長的舌,其兩側(cè)發(fā)育有一對(duì)散開的外顎葉。其舌的腹側(cè)有橫向的凹槽,上面有一個(gè)向上開口的食道,作為食物進(jìn)入咽部的通道;外顎葉的外表面同樣有橫向的凹槽和硬環(huán),硬環(huán)可以控制口器的彎曲程度。在進(jìn)食時(shí),外顎葉會(huì)暫時(shí)閉合并包裹住舌,形成功能性的虹吸口器。該形態(tài)學(xué)特征表明阿紐蝎蛉科口器為下顎起源,從而否定了下唇起源的假說。 

  研究團(tuán)隊(duì)對(duì)38個(gè)化石類群的54個(gè)特征進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,結(jié)果表明中生蝎蛉總科為一單系群,其長口器可能起源于二疊紀(jì)晚期。 

  此外,細(xì)致的解剖學(xué)分析表明,阿紐蝎蛉科和中生蝎蛉總科的口器與跳蚤不同,因此這些蝎蛉都不是蚤目的姊妹群。目前,在緬甸琥珀中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了包括長翅目、脈翅目和雙翅目在內(nèi)的至少5個(gè)科的長口器昆蟲,進(jìn)一步表明了白堊紀(jì)中期傳粉昆蟲的多樣性和復(fù)雜性。 

  本研究為解釋蝎蛉長口器起源、蚤目起源以及白堊紀(jì)傳粉昆蟲演化提供了新見解。 

  相關(guān)研究工作由中科院、科技部和國家自然科學(xué)基金委資助。南京古生物所高級(jí)工程師方艷提供了激光掃描共聚焦顯微鏡技術(shù)支持,畫師楊定華繪制了二維和三維復(fù)原圖。 

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