琥珀封存1億年前被子植物甲虫傳粉起源秘事

甲虫是從什麼時候開始化身成為被子植物的“紅娘月老”？4月12日在植物學頂級刊物《自然—植物》刊發中國科學院南京地質古生物研究所一項新發現：一枚9900萬年前的琥珀化石中包裹著的短翅花甲及花粉、糞便，為白堊紀甲虫取食花粉的生態關系的建立提供了直接証據。

陸地生態系統中被子植物（也稱開花植物）佔絕對的主導地位，大多數被子植物是依靠昆虫或其它動物傳粉來維持植物種群的繁衍。被子植物的傳粉者在陸地生態系統中至關重要，例如蜜蜂、蝴蝶、蛾子、甲虫、蠅類等訪花昆虫扮演著不可替代的角色。然而，目前人們對被子植物的虫媒傳粉模式的起源知之甚少。

中國科學院南京地質古生物研究所蔡晨陽研究員指導布裡斯托大學的學生Erik Tihelka，並與李麗琴博士等人合作，通過對大量中生代甲虫化石的系統收集和研究，在白堊紀中期緬甸琥珀中發現了一枚極其罕見且保存精美的甲虫化石。該化石被鑒定為短翅花甲科的1新屬1新種，即新生粉花甲。

琥珀中發現的新生粉花甲與現生類型十分相似，在其身體結構上進化出了與訪花和取食花粉相適應的特征，如下顎須末端的感受器、跗節腹面用於攀附的柔毛以及腹部背面密布的可攜帶花粉的柔毛等。研究人員還在這枚甲虫的身體表面和虫體附近發現了許多高等被子植物的花粉和花粉簇。

研究團隊對琥珀標本打磨處理后，利用實體顯微鏡、生物熒光顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡進行觀察研究，發現甲虫被超過100枚花粉顆粒包圍，甲虫附近有四個聚集而成花粉簇。這些花粉屬於典型的三溝型花粉。經鑒定屬於真雙子葉植物，與菊亞綱和薔薇亞綱植物的花粉接近。

更為重要的，研究人員首次在琥珀化石中發現了兩枚三維保存的、由三溝型花粉組成的長柱狀糞便，與甲虫距離最近的糞化石不到2毫米。通過對糞化石形狀、大小、組分等綜合研究表明其與現生甲虫糞便十分相似。

以上一系列証據為白堊紀中期甲虫取食花粉這一生態關系的建立提供了直接可靠的証據，証明了白堊紀中期甲虫與高等真雙子葉植物之間已經建立了一直延續至今的傳粉關系，揭示了白堊紀中期高等被子植物傳粉甲虫的多樣性，為研究現代陸地生態系統中昆虫與被子植物的協同演化關系的演化提供了關鍵例証。（張曄）