南京古生物所揭示白堊紀(jì)昆蟲(chóng)與真菌相互關(guān)系 昆蟲(chóng)與真菌之間存在漫長(zhǎng)的相互關(guān)系。在眾多昆蟲(chóng)與真菌的互作關(guān)系中,菌食性在昆蟲(chóng)中廣泛存在,而在某些具備真菌“種植”能力的白蟻或切葉蟻中尤為顯著。菌食性在鞘翅目昆蟲(chóng)(甲蟲(chóng))中較為常見(jiàn),包括多種取食真菌的方式,如刮食孢子、咀嚼菌絲和經(jīng)口前消化的流質(zhì)吸食等。菌食習(xí)性在多數(shù)原始甲蟲(chóng)類群中廣泛存在表明取食真菌是一種原始的食性,起源早于取食植物組織(如葉片)。盡管菌食性甲蟲(chóng)化石在中生代曾有報(bào)道,但一直不足與取食行為直接相關(guān)的形態(tài)特征。 近期,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物學(xué)習(xí)所博士蔡晨陽(yáng)、學(xué)習(xí)員黃迪穎等在距今約1億年前的緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了一類口器極其特化的原隱翅蟲(chóng)亞科昆蟲(chóng)化石,揭示了白堊紀(jì)中期昆蟲(chóng)與真菌的相互關(guān)系。學(xué)習(xí)成果于12月21日在線發(fā)表于英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊B輯(Proceedings of the Royal Society B)上。 隱翅蟲(chóng)科是昆蟲(chóng)綱中物種多樣性最高的一個(gè)龐雜類群,分為32個(gè)亞科,目前已描述種類超過(guò)62000種。然而,原隱翅蟲(chóng)亞科(Proteininae)是一個(gè)較小的亞科,包括5個(gè)現(xiàn)生族,11個(gè)現(xiàn)生屬,約230種。原隱翅蟲(chóng)體型較小,常見(jiàn)于真菌、樹(shù)皮或落葉層中。目前為止,尚無(wú)原隱翅蟲(chóng)化石被正式描述和報(bào)道。 此次發(fā)現(xiàn)并報(bào)道的是一類體型超。ㄩL(zhǎng)約1.3毫米)、形態(tài)原始、但口器高度特化的隱翅蟲(chóng)化石。通過(guò)琥珀昆蟲(chóng)學(xué)習(xí)的前期準(zhǔn)備(切割、打磨、拋光和制片)、多手段的形態(tài)觀察(熒光顯微鏡、生物顯微鏡和體式顯微鏡等)發(fā)現(xiàn),這類昆蟲(chóng)可歸入現(xiàn)生的原隱翅蟲(chóng)亞科,并命名為Vetuproteinus cretaceus(白堊古原隱翅蟲(chóng))。但由于其具有多數(shù)原始特征和極其特化的口器特征,不能歸入現(xiàn)生族中,從而建立了一新族Vetuproteinini(古原隱翅蟲(chóng)族)。 現(xiàn)生類群的分支系統(tǒng)學(xué)學(xué)習(xí)表明,原隱翅蟲(chóng)中較原始的4個(gè)族類群僅分布于岡瓦納大陸板塊,如澳大利亞和南美洲,而較進(jìn)化的一個(gè)族絕大局部都分布于北半球。因此,之前有學(xué)者認(rèn)為原隱翅蟲(chóng)亞科可能是岡瓦納大陸起源。但緬甸琥珀中古原隱翅蟲(chóng)族的發(fā)現(xiàn)暗示了原隱翅蟲(chóng)亞科并非南半球起源,而其起源可能較早,在泛大陸解體之前該類群已經(jīng)十分多樣且廣布。 白堊古原隱翅蟲(chóng)最為顯著的特征是特化的口器。其口器發(fā)育有超長(zhǎng)且突出的外顎葉,外顎葉端部具有盤狀的“孢子刷”構(gòu)造。整個(gè)外顎葉的結(jié)構(gòu)酷似人們?nèi)粘J褂玫难浪ⅰn愃频摹版咦铀ⅰ睒?gòu)造在現(xiàn)生隱翅蟲(chóng)總科中并非獨(dú)一無(wú)二,與之相似的特化孢子刷也偶見(jiàn)于隱翅蟲(chóng)科的毛薪甲亞科(Dasycerinae)、前角隱翅蟲(chóng)亞科Gyrophaenina亞族的大局部屬種,以及球蕈甲科(Leiodidae)的Agyrtodini族中。現(xiàn)生類群口器上發(fā)育的孢子刷可將真菌孢子從子實(shí)層中刮下、聚集并送入口中。 與現(xiàn)生類型不同的是,白堊古原隱翅蟲(chóng)的孢子刷發(fā)育于外顎葉末端,而非內(nèi)顎葉末端。通過(guò)與現(xiàn)生類群取食習(xí)性的對(duì)比學(xué)習(xí),推測(cè)這類昆蟲(chóng)化石很可能是利用其特化的外顎葉刮食菌類的孢子。取食對(duì)象可能是擔(dān)子菌或子囊菌,也可能是其他產(chǎn)孢子的微生物,如粘菌等。 緬甸琥珀中原隱翅蟲(chóng)的發(fā)現(xiàn)代表了該亞科中生代唯一可靠的化石記錄,證明了原隱翅蟲(chóng)亞科是一個(gè)古老的類群,起源早于岡瓦納大陸裂解。更為重要的是,其代表了甲蟲(chóng)菌食習(xí)性的直接證據(jù),表明昆蟲(chóng)與真菌的相互關(guān)系在白堊紀(jì)中期已經(jīng)建立。 此項(xiàng)學(xué)習(xí)得到了科技部“973”項(xiàng)目、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委以及江蘇省自然科學(xué)基金委的資助。 論文相關(guān)信息:Chenyang Cai*, A.F. Newton, M.K. Thayer, R.A.B. Leschen, D. Huang, 2016. Specialized proteinine rove beetles shed light on insect–fungal associations in the Cretaceous. Proc. R. Soc. B. 文章鏈接 原隱翅蟲(chóng)亞科系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系 高度特化的口器和用于刮食菌類孢子的孢子刷 白堊古原隱翅蟲(chóng) 南京古生物所揭示白堊紀(jì)昆蟲(chóng)與真菌相互關(guān)系 | 責(zé)任編輯:蟲(chóng)子