亿年琥珀中的首次昆虫授粉

zhixun

宅大大王 2012-05-20 22:40:02
在西班牙北部发现的来自1亿年前的白垩纪琥珀里，科学家观察到了昆虫授粉的现象。这是最古老的昆虫授粉直接证据，也是唯一来自恐龙时代的证据。


科学家们近日在西班牙北部发现的琥珀里，观察到昆虫授粉的现象，这是目前最早的关于昆虫授粉的记录，来自一亿年前的白垩纪（约1.1亿年前至1.05亿年前）。在这两块琥珀里，保存有几个覆盖着花粉粒的微小昆虫样本，揭示了有史以来第一例花粉传输记录，也首次记录了该类昆虫物种的行为习性。该论文5月14日发表在《国家科学院学刊》（PNAS）上。
到今天，超过80%的植物依靠昆虫授粉，将雄性植物的花粉带到雌性植物的花朵上。授粉现象一般在开花植物上比较常见，但在某些所谓裸子植物上也有存在，比如松柏类。尽管大多数的授粉昆虫群体是蜜蜂和蝴蝶，许多罕见种类的苍蝇，甲壳虫或蓟马等也会与植物共同演化，形成互惠共利的循环，昆虫将花粉传送到植物上，也从植物那获得食物。
在过去的二十年里，从西班牙北部巴斯克地区发现的来自早期白垩纪（1.1亿年前至1.05亿年前）的琥珀里，找到了许多新植物和动物物种，大部分为昆虫类。这次发现的昆虫为缨翅目（Thysanoptera）蓟马昆虫，一种极为微小的昆虫物种，身体长度不到2毫米，以花粉和其他植物组织为食。对于一些花类植物来说，牧草虫是传播花粉的生力军。
这次发现的两块琥珀里，有6只凝固住的雌性蓟马，它们的体表带有数以百计的花粉粒。蓟马昆虫体表毛发呈环状，这样的身体结构增强了它们采集花粉的能力，与常见的授粉昆虫驯养蜜蜂十分相似。根据科学家的描述，这6个蓟马样本被归为一个新蓟马属（Gymnopollisthrips）的两个新物种G. minor和G. major。
研究人员使用欧洲同步辐射装置（ESRF）的X射线断层扫描设备，对琥珀中最具代表性的蓟马昆虫样本进行了三维立体扫描，对分布在体表的花粉粒也做了高分辨率扫描。
花粉粒极其微小，并带有一定粘着性，这样昆虫才得以传输花粉。研究人员推断出，这些花粉粒来自一种苏铁或者银杏类的树木，科学家们仅知道的几种最古老的树种，堪称树中的活化石。银杏树有雌雄之分，雄株银杏产生小花粉粒，而雌株银杏在授粉后在茎干尾部形成胚珠，最后形成种子。
从演化学角度考虑，是什么原因让一亿年前的这些蓟马收集和运输花粉呢？从有利于蓟马昆虫的角度解释，那就是它们需要花粉来喂食幼体。这表明了，蓟马为了庇护幼体，让其寄居在某些银杏胚珠上，而雌性蓟马从雄株银杏上将花粉带到雌株银杏胚珠上，在喂养了幼体的同时也完成了给树的授粉过程。
只有琥珀可以在经历数百万年后，仍能将这些所有的行为特征的具体细节都完好无缺的保留下来。一亿年前，开花植物开始出现极大程度多样化，最后将松柏类植物取而代之，成为优势物种。这是最古老的昆虫授粉直接证据，也是唯一来自恐龙时代的证据。多亏有了授粉，昆虫和开花植物协同演化，这是演化史上多么精彩的一笔。在大约一亿年前，树脂从树上滴落下来，将蓟马包在琥珀中，形成了这些昆虫化石，在今天终被发现并且成为了昆虫授粉的最早记录。研究者称，蓟马有可能是地质学历史上最早的授粉者群体之一，这要比昆虫演化成为开花植物授粉者还要早上许多。
本文编译自:        ScienceDaily, First Ever Record of Insect Pollination from 100 Million Years Ago
图片:        Enrique Pe愀氀瘀攀爀, IGME