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一亿年前的铁树开花时,它们“臭味相投”!

产地:科普中国

制作:中国科学院南京地质古生物研究所陈晓征盛杰

监督:中国科学院计算机网络信息中心

在这个世界上,总有一种"抱歉"或"臭味"的存在。铁树也不例外。

这里的"铁树"就是成语"铁树开花"中的铁树。

一亿年前的铁树开花时,它们“臭味相投”!

开花的铁树,左边是铁树雌花,右边是铁树雄花

(图片来源:维基百科)

当一棵活的铁树开花时,它的花朵会散发出一种奇怪的"气味"。一种叫澳洲甲虫的小甲虫,被铁树花散发出的"气味"和热量所吸引,它的生机,也只以铁树花粉为食,可以说是铁树花的"死忠粉"!

最近,中外研究人员发现,一种属于澳洲蟾蜍的小甲虫,从1亿年前开始,就被铁树花、铁树花粉为食物、铁树授粉的"气味"所吸引。研究结果于2018年8月16日在线发表在《当代生物学》杂志上。

那么,在1亿年的爱情中,它看起来是什么样子的呢?

谁帮助铁树花粉?

铁树,它的大名:苏铁植物,是一种古老而独特的裸植物。虽然苏族铁植物的种类很少(许多生活在热带地区),但它们的起源可以追溯到中苏苔藓,它在中日(特别是侏罗纪和白垩纪)蓬勃发展。所以侏罗纪也被称为"苏铁和恐龙的时代"。

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南京古生物研究所院子里的多角河龙(模型)和铁树(真的)

(图片:中国科学院南谷研究所)

铁树是严格的昆虫媒介裸植物。目前,人们认为,在自然状态下,铁树的授粉和繁殖,这需要昆虫的帮助才能完成,其传粉媒介主要包括各种甲虫(有翅)和一些马(有翅膀,是重要的经济害虫之一)。活的松柏、银杏等都是风媒裸生植物。

虽然苏族铁厂的化石在Mesothewi地层中非常普遍,但与苏族铁授粉早期进化有关的直接化石证据长期缺失。

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此次,中国科学院南京地质古生物学研究所副研究员蔡晨阳、"现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队"副研究员黄迪英系统地收集和研究了大量缅甸琥珀昆虫化石,并与中外同行合作, 发现了澳大利亚Boganidae的一种特殊形成的甲虫,一个新的属。研究人员将其命名为:Cretoparacucujus cycadophilus Cai和Escalona,2018。同时,在这个琥珀标本中发现了许多酸菜花粉簇。

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在显微镜下,保存在缅甸琥珀中的喜鹊铁粉笔类似于扁平装甲和苏族铁花粉

(图片来源 甲虫在中生代苏铁授粉)

1.67亿年的稳定关系

研究人员对来自功能形态学,分支系统和生物地理学等多学科领域的标本进行了全面研究。

从功能上讲,在白垩纪中期(约1亿年前)的缅甸琥珀中,有一种保存完好的澳大利亚冰毒昆虫,它长约2毫米,具有非常特殊的嘴特征,具有长颚,占身体的近三分之一,与普通甲虫相比。研究人员推测,这一特征可能与嗅觉有关,上颚底部有毛茸茸的巢穴,与服用花粉的甲虫非常相似(例如澳大利亚盔甲,一些露水尾巴盔甲等)。

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在白垩纪中期,喜鹊就像平装甲头一样

从分支系统的分析来看,基于现存澳洲盔甲的所有已知属和化石属,粉笔状扁平状属与澳大利亚西南部现代生活的关系在于,扁平侧属构成了姊妹群。

从生物地理学上讲,澳大利亚盔甲与现代南半球两大洲(澳大利亚,非洲)的铁树之间的关系非常密切。Hisu铁粉笔状平装甲的发现证实了澳大利亚盔甲与一些苏族铁之间的授粉关系早已建立。

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苏打水和盔甲昆虫传粉媒介的生物地理分布,以及传粉媒介之间的系统关系

小贴士:在澳大利亚西南部有Zemicoso铁,扁平甲虫属的活甲虫专门吃花粉并帮助授粉。

非洲苏族铁属的主要传粉者,远离非洲大陆(南非东南部),是澳大利亚盔甲的另一个属。

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Macrozamia riedlei和澳大利亚装甲在澳大利亚西南部

经过仔细检查,研究人员还在甲虫标本的身体和嘴巴旁边发现了许多微小的椭圆形花粉。

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用喜鹊铁粉笔状平底装甲保存,苏族铁花粉的"拥抱组"形状

南京古生物学研究所的李立琴博士在对花粉模式进行了详细研究后认为,琥珀中的大部分花粉是"碎屑",形成大或小的花粉簇,最有可能来自苏族铁厂。花粉簇的形成表明它们可能是一类昆虫传播的植物。风媒植物花粉以单粒的形式传播,几乎不"拥抱"。

这再次证实,粉笔状的扁平装甲很可能是一类早期的苏族铁传粉者。因此,这些花粉的发现也是缅甸古代森林曾经与小铁植物共存的第一个证据。

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白垩纪中期的生态修复地图,其中喜鹊就像平装甲一样

结果表明,甲虫与雌雄同体的授粉关系起源于侏罗纪早期,其关系的建立要早于蜜蜂、蝴蝶、被子等传粉媒介之间众所周知的关系。此外,甲虫和苏铁之间的授粉关系保持相对稳定,至少从侏罗纪早期(1.67亿年前)开始。

一亿年前的铁树开花时,它们“臭味相投”!

图片来源:百度影业

该研究由中国科学院、科技部、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金共同出资。

论文信息:

蔡晨阳*,爱马仕E.埃斯卡洛纳,李丽琴,尹子伟,黄迪英,迈克尔·恩格尔(2018)中生代苏铁的甲虫授粉。当前生物学, DOI: 10.1016/j.cub.2018.06.036

(本文中注明来源的图像已获得授权)

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