来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/11/1 14:27:54
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科学家发现一亿年前甲虫新物种 外形酷似驼峰

 

日前,石探记科学团队中两名来自台湾的科学家萧昀(台湾大学)和黄嘉龙博士(台湾师范大学)在缅甸琥珀中发现了一种史前大花蚤新物种,该物种是全世界目前发现的第四种缅甸琥珀大花蚤物种,同时也是细身大花蚤亚科在中生代化石纪录中的第二笔记录。为表彰中国科学院动物研究所科学家陈睿博士发现并提供的研究材料,该新物种被命名为:陈睿刺足大花蚤,学术名:Spinotoma ruicheni Hsiao & Huang, 2017。

图一、陈睿刺足大花蚤 Spinotoma ruicheni Hsiao & Huang, 2017

大花蚤科是外形驼峰状的寄生性甲虫,目前发现的最古老的大花蚤科甲虫化石纪录是在内蒙古道虎沟化石层生物群发现的距今约1.65亿年的中侏罗纪时期的娲皇始源大花蚤 (Archaeoripiphorus nuwa Hsiao, Yu & Deng, 2017),值得一提的是娲皇始源大花蚤同样是石探记科学团队科学家萧昀发现的。

细身大花蚤亚科 (Pelecotominae) 的翅鞘完整覆盖住腹部,被认为是较原始的类群,目前已知现生有些种类在幼生期时会寄生在朽木栖的甲虫类群幼虫如窃蠹,雌虫会将卵产在朽木上靠近窃蠹幼虫制造出的坑道开口附近,细身大花蚤的幼虫孵化后会去寻找适合寄生的窃蠹幼虫并在隔年从寄主蛹室中破蛹而出。目前发现的最早的细身大花蚤亚科化石纪录是在缅甸琥珀中发现的海蒂扇角大花蚤Flabellotoma heidiae Batelka, Prokop & Engel, 2016。

陈睿刺足大花蚤(Spinotoma ruicheni Hsiao & Huang, 2017)的发现增进了人类对史前大花蚤的物种多样性的认识,同时透过现生大花蚤类群和已知的化石物种间的比较形态学和中生代的古环境学,萧昀与黄嘉龙博士对大花蚤科形态、多样性演化和古生物学进行了以下5条推论:

1) 多样性:透过中生代大花蚤成员的形态比较,我们可知在中生代晚期,大花蚤科已具备相当程度的形态多样性,本发现又增添一新佐证。

2) 形态演化:在前人研究中曾提出有关本科的祖征及形态演化,认为如现生大花蚤特定类群的短翅鞘特征应是演化自完整覆盖住腹部的类群,这个演化趋势为目前已知的形态、分子亲缘关系研究所支持,而我们对于中生代化石大花蚤的研究亦验证此假说。

3) 古生物学:本种为细身大花蚤亚科的成员,现生的细身大花蚤会寄生于木栖的甲虫类群幼虫,基于外观形态的相似性以及缅甸琥珀生物群出土丰富的朽木栖的甲虫类群,推测本种可能已建立与朽木栖甲虫的寄生关系,且这些寄生性甲虫的多样化可能与朽木的甲虫在白垩纪的多样性演化相关。

4) 侏罗五化甲的系统分类:2011年,中科院南古所发表了一种来自侏罗纪中期的拟步行虫总科甲虫──侏罗五化甲 (Wuhua jurassica Wang & Zhang, 2011),研究人员认为本种为一种「似花蚤类」生物,并将其归划于科级未定位,在此研究中通过对其形态与先前发表的娲皇始源大花蚤和现生的锯角大花蚤 (Trigonodera tokejii (Nomura and Nakane, 1959)) 比较,我们认为侏罗五化甲很可能属于大花蚤科。

5) 花蚤类楔形体态的演化:已出土的化石纪录显示,侏罗纪中期已有花蚤科的出现,这些花蚤与现生的后裔体态十分近似,很有可能也是以花粉为食,且有可能与裸子植物关系密切,也就是说现生花蚤体态外形并非一般所认为的昆虫形态演化与开花植物出现有关 。基于花蚤科与大花蚤科的亲缘关系以及我们的研究,我们认为现生的大花蚤科之独特的身体结构亦非与被子植物协同演化的产物,而是直接继承了侏罗纪时期祖先类群的身体构建。

图二、陈睿刺足大花蚤的复原想象图,本种可能跟本亚科的现生成员一样会在朽木寻找适合产卵的地方

萧昀和黄嘉龙博士有关这一发现的研究论文将发表在古生物和地质学领域国际期刊《白垩纪研究》(Cretaceous Research)上。

 
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