1亿年前首次记录到昆虫授粉

2020-09-01 159裸子植物

1亿年前首次记录到昆虫授粉,西班牙北部白垩纪沉积物中的琥珀色(110-105 my)揭示了昆虫授粉的第一个记录。科学家在两块琥珀中发现了几只覆盖有花粉粒的小昆虫标本,揭示了这组动物中花粉运输和社交行为的第一记录。

研究背景

如今,超过80%的植物物种依靠昆虫将花粉从雄花的部分转移到雌花的部分。授粉在开花植物中最广为人知,但也存在于所谓的裸子植物,像针叶树之类的种子生产植物中。尽管最流行的授粉昆虫是蜜蜂和蝴蝶,但是许多鲜为人知的苍蝇,甲虫或蓟马与植物一起进化,运输花粉,作为回报,这种努力得到了食物的回报。

研究内容

在过去的20年中,在西班牙北部巴斯克地区发现的下白垩纪(110-105我)的琥珀揭示了许多新的动植物物种,主要是昆虫。在这里,琥珀具有胸腺翼虫(所谓的蓟马)的包裹体,这是一群以花粉和其他植物组织为食的长度小于2毫米的微小昆虫。它们是几种开花植物的有效传粉媒介。

两件琥珀色的碎片揭示了六个女性蓟马的化石标本,身上附着了数百个花粉粒。这些昆虫表现出高度专业化的毛发,具有环状结构,以提高其收集花粉粒的能力,这与诸如家养蜂等众所周知的授粉媒介非常相似。科学家在一个新属(Gymnopollisthrips)中描述了这六个标本,其中包括两个新种,次要种和次要种。

还用ESRF的同步加速器X射线断层扫描技术研究了最具代表性的标本,以三个维度和极高的分辨率揭示了昆虫身上花粉的分布。

该结果发表在2012年5月14日至18日的美国国家科学院院刊(PNAS)中。

国际科学家团队包括:来自马德里地理学院和西班牙人学院的EnriquePeñalver和EduardoBarrón;巴塞罗那大学的XavierDelclòs;来自巴黎自然历史博物馆的安德烈(Andre)和帕特里夏·内尔(Patricia Nel);华盛顿特区史密森学会的Conrad Labandeira;法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器辐射设施(ESRF)的Carmen Soriano和Paul Tafforeau。琥珀色的样品来自西班牙拉齐奥自然科学博物馆的收藏。

花粉粒非常小,并具有所需的附着特征,因此昆虫可以运输它们。科学家得出的结论是,这种花粉来自苏铁或银杏树,这是一种活化石,科学界只知道其中几种。银杏树可以是雄性或雌性,雄性树产生小的花粉锥,而雌性树在茎的末端带有胚珠,在授粉后发育成种子。

1亿年前首次记录到昆虫授粉

这些亿万年前的微小昆虫是出于何种进化原因收集和运输银杏花粉的?由于进化的选择有益于树木,它们的无花果无法生长。蓟马的好处只能通过用花粉喂养幼虫的可能性来解释。这表明该物种与生活在某种银杏胚珠中的幼虫一起形成了菌落,以提供庇护和保护,而雌虫则将花粉从雄性银杏锥运送到雌胚珠,以喂食幼虫并同时给树木授粉。

只有琥珀才能在数百万年的时间里保留如此丰富的行为特征,例如授粉。1亿年前首次记录到昆虫授粉,开花植物开始大量多样化,最终取代了针叶树为主要物种。 “这是最古老的传粉直接证据,也是恐龙时代的唯一证据。由于传粉,开花植物和昆虫的共同进化是一个伟大的进化成功故事。它始于大约一亿年前,当这块琥珀化石是由树脂从树上滴下制成的时,树是今天最古老的授粉昆虫化石记录,蓟马确实是地质历史上最早的授粉媒介之一,很久以前进化就没有了卡米·索里亚诺(Carmen Soriano)总结说,他是ESRF的X射线断层摄影技术的负责人。

引用

European Synchrotron Radiation Facility. "First ever record of insect pollination from 100 million years ago." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 May 2012. www.sciencedaily.com/releases/2012/05/120514153113.htm.

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