“臭味相投” 铁树与甲虫之爱万古不变

张 晔

2018年08月30日08:39  来源:科技日报
 
原标题:“臭味相投” 铁树与甲虫之爱万古不变

  白垩纪中期喜苏铁白垩似扁甲的生态复原图

  近日,中外科研人员在一块琥珀中有了惊人发现,这块琥珀像一个“时间胶囊”,定格了远古的一个瞬间:一只甲虫正在取食聚集成簇的铁树花粉。并且,它们关系的建立远早于人们熟知的蜜蜂、蝴蝶等传粉者与被子植物之间的关系。你能想到最长的爱情长跑有多久?这种甲虫与苏铁的“爱情长跑”,至少从侏罗纪早期(距今1.67亿年)一直延续至今。相关研究成果于8月16日在线发表于《当代生物学》杂志上。

  铁树,大名为苏铁类植物,是一类古老而独特的裸子植物。铁树不仅古老久远,还被赋予特殊的意义。中国古人云:“铁树开花水倒流。”那是因为铁树开花十分罕见,10年树龄以上的植株才会开花。因此,铁树开花常用来比喻十分罕见或极难实现的事情。

  那么,问题来了,铁树开花后谁来为它传粉续香火呢?过去,苏铁一度被认为是风媒传粉植物,但后来科研人员确认现生几乎所有的苏铁均为虫媒传粉,其中最为重要的类群就是甲虫。而对于远古时期的苏铁靠什么传粉,却缺乏有力的证据。

  这是因为,尽管苏铁类植物化石在中生代地层中丰富多样,但有助于阐释铁树传粉演化历史的直接化石证据极其罕见,人们对苏铁类植物传粉模式的起源和早期演化知之甚少。

  科学家还认为,与现生松柏类、银杏类等风媒裸子植物不同,自然状态下苏铁的传粉和繁殖需要昆虫协助完成。更为奇特的是,铁树开花后,其花朵会散发出一种奇特的“臭气”。一种名为澳洲蕈甲的小甲虫,被铁树花的“臭气”和散发的热量所吸引。究其一生,也只以铁树的花粉为食,可以说是铁树花的“死忠粉”!

  至于这些甲虫是什么时候开始与苏铁“臭味相投”的,却一直未解。

  近几年,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”的蔡晨阳副研究员和黄迪颖研究员,对大量缅甸琥珀昆虫化石进行系统地收集和研究,并与德国、美国以及上海师范大学等同行合作。

  一天,专家们发现了被困在琥珀内的甲虫下颚中存在空洞,而这枚琥珀中还有许多聚集成簇的花粉。因此,有理由怀疑它们可能被用来携带苏铁花粉。正是这种怀疑,激发了对此问题的研究。

  科研人员还分别从功能形态学、支序系统学和生物地理学等多学科对这枚标本进行了综合研究。

  这枚白垩纪中期(约1亿年前)的缅甸琥珀里,有一只保存完好的澳洲蕈甲科昆虫(喜苏铁白垩似扁甲属种),它体长约2毫米,口器特征非常特化,相较于一般甲虫,下颚须很长,接近身体的三分之一。科研人员推测这一特征可能与嗅觉有关,上颚基部具有带毛小窝,这些形态特征与现生取食花粉的甲虫十分相似。

  通过细致观察,研究人员在这枚甲虫标本的身体和口器旁,还发现了许多微小的呈椭圆形的花粉。

  南京古生物所李丽琴博士对此花粉形态研究后认为,此次琥珀中的花粉,大多“抱团”,形成或大或小的花粉簇,最可能来源于苏铁类植物。花粉簇的形成,暗示其可能是一类虫媒植物。而风媒植物花粉是以单粒的形式散播,几乎不会“抱团”。

  这再次佐证了白垩似扁甲很可能是一类早期苏铁的传粉者。所以,这些花粉的发现,也首次证明了远古缅甸森林中曾经生活着苏铁类植物。

(责编:刘婧婷、熊旭)

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