作者:冯卓等 来源:《当代生物学》 发布时间:2023/2/18 15:22:23
选择字号:
昆虫咬痕为植物也“犯困”提供了首个化石证据

 

植物也会“犯困”,这是否让你大吃一惊?实际上,一些植物具有感夜运动:每天晚上折叠或抬起叶子,第二天再打开。

2月16日,研究人员在细胞出版社(Cell Press)旗下期刊Current Biology(《当代生物学》)上,首次提供了令人信服的证据,证明2.5亿多年前的植物已经进化出这种夜间运动,也被称为就眠运动。

云南大学教授冯卓说:“我们发现在植物进化的早期阶段,一些已灭绝的植物就进化出了叶片感夜运动,这让我很惊讶。”

“我们的发现是基于一种非传统的方法。”瑞典自然历史博物馆的Stephen McLoughlin补充说,“由于无法判断在化石记录中发现的折叠叶片,折叠的原因是感夜运动,还是死后收缩和弯曲。于是,我们寻找了具有感夜运动的植物特有的昆虫损伤模式。最终,我们发现了一组植物化石,揭示了植物感夜运动的非常古老的起源。”

冯卓一直对化石中体现的植物—昆虫相互作用及其共同进化感兴趣,并在化石记录中发现了不同类型昆虫损伤的证据。2013年,他在活体植物中发现了一种有趣的昆虫损伤模式:叶子上有对称的洞。他后来意识到,这是因为昆虫在树叶折叠时以树叶为食。由于这种类型的损伤在具有感夜运动的植物中很常见,因此他想知道能否在植物化石中发现这种损伤,并作为感夜运动的证据。

结果证实,确实可以。研究人员研究了大羽羊齿类植物,这是一种已灭绝的种子蕨类,是3亿~2.5亿年前晚古生代二叠纪华夏植物区的典型代表植物。这些植物经常遭受食草昆虫的攻击,而且它们宽大的叶子和粗壮的中脉也让昆虫伤害很容易被发现。2016年,研究人员有了发现。

“我对昆虫损伤的独特模式感到惊讶,这可能代表了化石植物叶片感夜运动。”冯卓说,“于是,我们希望寻找更多的化石证据来佐证假设。第二个化石标本——同一植物类群的不同物种——也具有与之前收集的叶片化石相同的昆虫损伤。然后我开始思考这些标本的科学意义。”

冯卓在西双版纳热带植物园研究了数百个样本和照片,以便找到更有说服力的证据。据研究人员称,这些发现增加了对这种神秘植物群的生态和进化的理解。

“近年来,人们发现一些大羽羊齿类植物的叶子上有钩状物,并且有专门的导水细胞,这表明至少有一些大羽羊齿类是早期热带雨林样生态系统中的‘攀援者’。”McLoughlin说,“我们现在可以补充说,其中一些植物每天都会折叠叶子。”

McLoughlin表示,“研究显示,在地球不同历史时期,感夜运动在不同植物群中独立进化,所以它一定对植物有一些生态效益。”

研究结果表明,化石不仅可以推断动植物的结构,还可以推断其行为特征。研究人员说,通过详细观察动物与化石及现代植物的相互作用,未来可以从化石标本中破译古生物的生物学特征。

“昆虫损伤叶片化石的证据可以提供更多关于植物‘行为’和生态的信息,植物和动物相互作用的化石记录是一个丰富的、基本上未被触及的生态数据库。”McLoughlin说。

冯卓说,我们现在知道,“树叶‘睡眠’的进化史可以追溯到2.5亿多年前的古生代晚期”。在未来的研究中,他希望探索哪些植物谱系也可能有类似的行为。(来源:科学网)

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2022.12.043

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
读论文查基金,助你2024申基成功! 粉色饭来了,它是肉还是米?
土卫一存在地下海洋 迄今最小恒星,半径仅约地球7倍
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文