科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蟲媒傳粉直接證據(jù) 蟲媒傳粉記錄提前至少5000萬年

近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所科研人員，在白堊紀中期(約一億年前)緬甸琥珀中，發(fā)現(xiàn)了一枚為被子植物傳粉的昆蟲標本。這是迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)的最早為花傳粉的動物之一。

發(fā)現(xiàn)蟲媒傳粉直接證據(jù)

人類的大部分食物來自被子植物，而90%以上的被子植物需要昆蟲授粉。如此重要的授粉行為是什么時候開始在地球上出現(xiàn)的，成為科學(xué)家關(guān)注的話題。

近日，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隊”的聯(lián)培博士生包童(波恩大學(xué)與南古所聯(lián)合培養(yǎng))在王博研究員的指導(dǎo)下，與李建國研究員和美國David Dilcher教授合作，在白堊紀中期(約一億年前)緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了真雙子葉植物經(jīng)花蚤科甲蟲進行傳粉的直接證據(jù)。

該研究結(jié)果證實了許久以來學(xué)者們關(guān)于白堊紀甲蟲是早期被子植物傳粉者的猜想，填補了早期被子植物蟲媒授粉證據(jù)的空白，為解答達爾文的“討厭之謎”提供了一個關(guān)鍵證據(jù)。

研究團隊在對一枚緬甸訪花花蚤化石進行研究時發(fā)現(xiàn)，該枚化石右側(cè)被密集小氣泡遮擋，只有左側(cè)特征可被觀察。

研究團隊利用高分辨率光學(xué)顯微鏡和顯微斷層掃描技術(shù)(顯微CT)對花蚤身體形態(tài)進行分析，獲得了高精度三維圖像。琥珀花蚤的身體側(cè)扁，并呈C形彎曲，后足極其發(fā)達適于跳躍。該體型非常適合在花冠上移動，從而高效地接觸并攜帶花粉。此外，該花蚤口器的下顎須末節(jié)膨大，用于收集和取食花粉顆粒。

花蚤附近保存62粒花粉顆粒

包童告訴北京青年報記者，這枚化石是2012年的時候被他的導(dǎo)師王博采到南古所。化石采到所里后一直收于庫房，直至2016年，他決定出國讀博時，將包括這枚化石在內(nèi)的一批化石帶到了學(xué)校進行研究。

2018年，經(jīng)過初步的整理研究后發(fā)現(xiàn)，這枚化石很可能能證實，白堊紀中期就已經(jīng)出現(xiàn)真雙子葉植物經(jīng)花蚤科甲蟲進行傳粉的證據(jù)。包童說，最開始發(fā)現(xiàn)這枚化石的“秘密”時，他特別興奮，但同時也很焦慮，“就是那種你明知道它有可能證實出真雙子葉植物經(jīng)花蚤科甲蟲進行傳粉，但是，因為難以觀察等原因又沒法把這個證據(jù)展現(xiàn)在所有人面前，告訴他們就是這樣。”2018年年初的那兩個月，包童每天都在這種既興奮又焦慮的情緒中度過，“我真的每天都在找不同的人討論、研究。”

經(jīng)過數(shù)月的準備，包童和團隊成員決定，先對琥珀標本進行物理處理，把琥珀化石精細打磨后，再利用激光共聚焦顯微鏡和高倍光學(xué)顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)花蚤的腹部、鞘翅和身體附近保存了至少62枚花粉顆粒，“這些花粉顆粒呈現(xiàn)的是團簇狀，只有經(jīng)過蟲媒傳播的花粉才會呈現(xiàn)這種狀態(tài)，而風吹來的花粉則是散的。”包童介紹。

與此同時，團隊在觀察后確定了這些花粉屬于典型的三溝型花粉。三溝型花粉指每個花粉顆粒上具三條輻射排列的溝，這也是真雙子葉植物的重要鑒定特征。琥珀中這些花粉個體較大，表面有復(fù)雜紋飾，部分顆粒形成花粉團，揭示了早期被子植物蟲媒花的花粉特征。

包童說，這只花蚤的身形是蜷曲的，后足非常健壯，這些特點足可以證明，它能在花冠上跳來跳去，也能帶著花粉飛來飛去。而且這只花蚤口器的下顎須非常寬大，就像一個小鏟子，可以有助于收集花粉。綜合花蚤身體構(gòu)型、口器形態(tài)、體毛特征、花粉形態(tài)等一系列證據(jù)，確定此琥珀標本展現(xiàn)了白堊紀中期花蚤類甲蟲對被子植物的傳粉行為，并揭示了早期真雙子葉植物的蟲媒傳粉機制。

將蟲媒傳粉記錄“大大提前”

這枚琥珀花蚤的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)領(lǐng)域的貢獻無疑是巨大的。包童告訴北青報記者，在此之前，最早的被子植物昆蟲傳粉的直接證據(jù)，是來自德國梅塞爾化石坑出土的蜜蜂及花粉化石(約4800萬年前)。

因此，緬甸琥珀傳粉花蚤的研究將此記錄提前了至少5000萬年，并提供了白堊紀中期，也是目前已知最早的被子植物蟲媒傳粉的直接證據(jù)。

(文/記者 王天琪)

關(guān)鍵詞： 琥珀