丽蛉化石揭示中生代传粉昆虫的生态位分化
2018-09-18 10:52:32   来源:化石网   评论:0 点击:

丽蛉复原图侏罗纪和白垩纪丽蛉的生态重建图(杨定华绘图)侏罗纪和白垩纪的丽蛉缅甸琥珀中的丽蛉丽蛉的演化历史(化石网报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生


丽蛉复原图



侏罗纪和白垩纪丽蛉的生态重建图(杨定华绘图)



侏罗纪和白垩纪的丽蛉



缅甸琥珀中的丽蛉



丽蛉的演化历史
 
(化石网报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生态系统中至关重要。但由于化石材料的缺乏,我们对被子植物时代之前的传粉昆虫及其生态位知之甚少。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”刘青和张青青在王博研究员指导下,与中国农业大学刘星月团队、临沂大学郑晓廷团队合作,报道了27个丽蛉标本,并对丽蛉的传粉行为、化学通讯行为及伪装行为进行了详细研究。研究结果为重建中生代传粉昆虫与植物的生态关系提供了新观点。该研究于9月17日在线发表于英国《自然》(Nature)杂志子刊《自然通讯》(Nature Communications)上。

自从达尔文在1877年《兰花的传粉》一书中首次注意到传粉蛾类长口器与兰花花管的长度匹配关系。许多生态学家都报道了现生昆虫长口器与植物花管的协同演化关系。丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫,具有长口器。其口器与其取食植物的花管在长期的演化中形成了形态适应,即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似,因此丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供了关键证据。本次发现的丽蛉来自于白垩纪中期的缅甸琥珀和中国早白垩世热河生物群及侏罗纪的燕辽生物群。不同物种丽蛉的口器长度在0.6毫米到18毫米之间,其中缅甸琥珀中丽蛉口器长度在0.6至3.2毫米之间,而中生代沉积岩中丽蛉口器长度在5至18毫米之间。研究结果表明缅甸琥珀中不同种类的昆虫口器长度具有较高分异度,口器长度高度多样化反映了其取食植物和花管长度的多样性,表明传粉昆虫的生态位分化在被子植物快速演化之前已经出现。传粉生态位分化提高了传粉效率,进一步促进了白垩纪传粉昆虫和虫媒植物的演化。

伴随着传粉形式的多样化,丽蛉也演化出了独特的化学通讯和防御机制。缅甸雄性丽蛉的触角为中生代昆虫中罕见的栉状结构,而雌性为念珠状或丝状结构。栉状触角增大了触角表面积和传感器的灵敏度,增强了雄性感知雌性释放的性激素的能力,表明白垩纪时期丽蛉可能已具备长距离的化学通讯能力。此外,丽蛉翅上具特殊眼斑。这些眼斑在丽蛉中具重要的防御功能,通常个体越大的丽蛉眼斑越明显,个体越小的丽蛉眼斑越淡甚至消失。

触角的性二型和眼斑的存在表明丽蛉在中生代陆地生态系统中具有较强的适应性和竞争力。丽蛉与取食植物之间的传粉生态位分区进一步促进了丽蛉的多样性。然而,或许就是丽蛉与其取食植物之间紧密的共生关系,随着取食植物(可能以裸子植物为主)在晚白垩世的衰落,丽蛉也随之灭绝。

本项研究得到中国科学院和国家自然科学基金委的资助。

论文信息:Liu Qing1, Lu Xiumei1, Zhang Qingqing1, Chen Jun, Zheng Xiaoting, Zhang Weiwei, Liu Xingyue*, Wang Bo* (2018) High niche diversity in Mesozoic pollinating lacewings. Nature Communications, 9: 3793. DOI: 10.1038/s41467-018-06120-5

相关报道:“中生代蝴蝶”化石 揭开昆虫传粉“分工秘密”

(化石网报道)据扬子晚报(扬眼记者 于丹丹):“因为爱上了一亿多年前的植物霸主裸子植物,丽蛉们精心改变了自己的取食结构,以至于只能以某些特定的裸子植物花粉为食,可谓爱的专一。到了新生代,裸子植物的霸主地位被被子植物取代,这些丽蛉们也从此灭绝……”这样凄美的“爱情故事”发生在白垩纪时期,距今1亿年。中国科学院南京地质古生物研究所昨天发布消息称,科研人员通过对“中生代蝴蝶”——丽蛉进行详细研究,揭示了中生代传粉昆虫的生态位分化。

分工很明确:不同昆虫给不同的植物传粉

在自然界,不同昆虫给不同的植物传粉,具有“搭配”关系,这种传粉的“分工模式”也被称为生态位。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”刘青和张青青在王博研究员指导下,与中国农业大学刘星月团队、临沂大学郑晓廷团队合作,报道了27个丽蛉标本,并对丽蛉的传粉行为、化学通讯行为及伪装行为进行了详细研究。

王博称,本次研究的丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫,也被誉为“中生代的蝴蝶”。丽蛉具有长口器,其口器与其取食植物的花管在长期的演化中形成了形态适应,即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似。

“昆虫的口器就是昆虫的取食器官。根据所食植物的形态特征,昆虫口器往往与植物花管具有长度匹配关系和协同演化的特性。本次研究显示,丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供了关键证据。”王博称。

本次发现的丽蛉来自于白垩纪中期的缅甸琥珀和中国早白垩世热河生物群及侏罗纪的燕辽生物群,不同物种丽蛉的口器长度在0.6毫米到18毫米之间。

研究结果表明,缅甸琥珀中不同种类的昆虫口器长度具有较高分异度,口器长度高度多样化反映了其取食植物和花管长度的多样性,表明传粉昆虫的“分工模式”在被子植物快速演化之前已经出现。研究认为,传粉生态位分化提高了传粉效率,进一步促进了白垩纪传粉昆虫和虫媒植物的演化。然而,或许就是丽蛉与其取食植物之间紧密的共生关系,随着取食植物的衰落,丽蛉也随之灭绝。

通讯很独特:自带“天线”可远程交友

据介绍,伴随着传粉形式的多样化,丽蛉也演化出了独特的化学通讯和防御机制。缅甸雄性丽蛉的触角为中生代昆虫中罕见的栉状结构,而雌性为念珠状或丝状结构。

栉状触角增大了触角表面积和传感器的灵敏度,增强了雄性感知雌性释放的性激素的能力,表明白垩纪时期丽蛉可能已具备长距离的化学通讯能力。此外,丽蛉翅上具特殊眼斑。这些眼斑在丽蛉中具重要的防御功能,通常个体越大的丽蛉眼斑越明显,个体越小的丽蛉眼斑越淡甚至消失。

相关报道:南京专家研究丽蛉化石获重大进展

(化石网报道)据新华日报(吴红梅):近期,中科院南京地质古生物研究所专家对丽蛉的传粉行为、化学通讯行为及伪装行为进行详细研究并取得重大进展,研究结果为重建中生代传粉昆虫与植物的生态关系提供新观点。该研究于9月17日在线发表于英国《自然》杂志子刊《自然通讯》上。

“昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生态系统中至关重要。但由于化石材料的缺乏,我们对被子植物时代之前的传粉昆虫及其生态位知之甚少。”该研究所研究员王博介绍说。

丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫,具有长口器。为此,南京古生物所刘青和张青青联手,在王博指导下,组建起“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”,同时与中国农业大学刘星月团队、临沂大学郑晓廷团队合作,重点以丽蛉为突破口,研究中生代传粉昆虫的生态位分化。

通过对27个丽蛉标本进行深入研究,专家们发现,丽蛉口器与其取食植物的花管,在长期的演化中形成形态适应,即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似,因此丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供关键证据。

相关报道:南京专家研究揭示中生代传粉昆虫与植物关系

(化石网报道)据南京日报(记者 毛庆 通讯员 盛捷):近日,中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”与中国农业大学等合作,对昆虫丽蛉的传粉行为进行了详细研究并取得重大进展,研究结果为重建中生代传粉昆虫与植物的生态关系提供了新观点。该研究昨天在线发表于英国《自然》杂志子刊《自然通讯》上。

“昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生态系统中至关重要。但由于化石材料的缺乏,我们对被子植物时代之前的传粉昆虫及其生态位知之甚少。”南京古生物所研究员王博介绍说,譬如,现在的裸子植物以风媒为主,靠风传粉。虫媒传粉的裸子植物大都灭绝了,而那时传粉昆虫与植物之间究竟是怎样的关系,值得研究。

自从达尔文在《兰花的传粉》一书中,首次注意到传粉蛾类长口器与兰花花管的长度匹配关系。丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫,具有长口器。

通过对27个丽蛉标本进行深入研究,专家们发现,丽蛉口器与其取食植物的花管,在长期的演化中形成了形态适应,即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似,因此丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供了关键证据。“研究结果表明,缅甸琥珀中不同种类的昆虫口器长度具有较高分异度,口器长度的高度多样化,反映了其取食植物和花管长度的多样性,表明传粉昆虫的生态位分化在被子植物快速演化之前已经出现。传粉生态位分化提高了传粉效率,进一步促进了白垩纪传粉昆虫和虫媒植物的演化。”王博表示。

然而,或许就是丽蛉与其取食植物之间紧密的共生关系,随着取食植物(可能以裸子植物为主)在晚白垩世的衰落,丽蛉也随之灭绝。

相关报道:丽蛉化石讲述一亿年前共生关系

(化石网报道)据中国科学报(沈春蕾):来自中科院南京地质古生物所的刘青、张青青在研究员王博的指导下,与中国农业大学、临沂大学的学者合作报道了27个丽蛉标本,并对丽蛉的传粉行为、化学通信行为及伪装行为进行了详细研究。研究结果为重建中生代传粉昆虫与植物的生态关系提供了新观点,并于9月17日在线发表于《自然—通讯》杂志。

昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生态系统中至关重要。但由于化石材料的缺乏,学界对被子植物时代之前的传粉昆虫及其生态位知之甚少。王博介绍说,丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫,具有长口器,为重建传粉生态位提供了关键证据。

此次发现的丽蛉来自于白垩纪中期(一亿多年前)的缅甸琥珀和中国早白垩世热河生物群及侏罗纪的燕辽生物群。研究表明,缅甸琥珀中不同种类的昆虫口器长度具有较高分异度。口器长度高度多样化反映了其取食植物和花管长度的多样性,表明传粉昆虫的生态位分化在被子植物快速演化之前已经出现。伴随着传粉形式的多样化,丽蛉也演化出了独特的化学通信和防御机制。

此外,丽蛉与取食植物之间的传粉生态位分区进一步促进了丽蛉的多样性。不过,王博介绍说,或许正是丽蛉与其取食植物之间紧密的共生关系,导致其随着取食植物(可能以裸子植物为主)在晚白垩世的衰落而灭绝。

相关报道:“中生代蝴蝶”化石揭秘古老传粉昆虫“分工模式”

(化石网报道)据中新网南京9月17日电(杨颜慈):中国科学院南京地质古生物研究所17日发布消息称,科研人员通过对“中生代蝴蝶”--丽蛉的传粉行为、化学通讯行为及伪装行为进行详细研究,揭示了中生代传粉昆虫的生态位分化,为重建传粉昆虫与植物的生态关系提供了新观点。

该研究于当天在线发表于英国《自然》(Nature)杂志子刊《自然通讯》(NatureCommunications)上。

昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生态系统中至关重要。在自然界,不同昆虫给不同的植物传粉,具有“搭配”关系,这种传粉的”分工模式“也被称为生态位。由于化石材料的缺乏,科学界对被子植物时代之前的传粉昆虫及其生态位知之甚少。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”刘青和张青青在王博研究员指导下,与中国农业大学刘星月团队、临沂大学郑晓廷团队合作,报道了27个丽蛉标本,并对丽蛉的传粉行为、化学通讯行为及伪装行为进行了详细研究。

王博称,本次研究的丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫,因形态“美丽优雅”,也被誉为“中生代的蝴蝶”。丽蛉具有长口器,其口器与其取食植物的花管在长期的演化中形成了形态适应,即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似。

“昆虫的口器,就是昆虫的取食器官。根据所食植物的形态特征,昆虫口器往往与植物花管具有长度匹配关系和协同演化的特性。本次研究显示,丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供了关键证据。”王博称。

本次发现的丽蛉来自于白垩纪中期的缅甸琥珀和中国早白垩世热河生物群及侏罗纪的燕辽生物群,不同物种丽蛉的口器长度在0.6毫米到18毫米之间。

研究结果表明,缅甸琥珀中不同种类的昆虫口器长度具有较高分异度,口器长度高度多样化反映了其取食植物和花管长度的多样性,表明传粉昆虫的”分工模式“在被子植物快速演化之前已经出现。

研究认为,传粉生态位分化提高了传粉效率,进一步促进了白垩纪传粉昆虫和虫媒植物的演化。然而,或许就是丽蛉与其取食植物之间紧密的共生关系,随着取食植物在晚白垩世的衰落,丽蛉也随之灭绝。

本项研究得到中国科学院和国家自然科学基金委的资助。

相关报道:1亿年前传粉丽蛉昆虫自带“天线”远程“交友”

(化石网报道)据中国科技网·科技日报南京9月17日电(张晔):用超长口器采粉、自带生物“天线”、可远程“交友”……17日,《自然通讯》在线发表了中科院南京地质古生物所的研究成果,向世人描述了1亿年前的丽蛉所具备的“超能力”,从而为重建中生代传粉昆虫与植物的生态关系提供了新观点。

昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化,在现代陆地生态系统中至关重要。丽蛉被誉为“中生代的蝴蝶”,是一亿多年前的植物霸主裸子植物的传粉红娘之一。但是,现在虫媒传粉的裸子植物和丽蛉都已灭绝,再加之缺少化石,科学家对其知之甚少。本次发现的丽蛉来自于白垩纪中期的缅甸琥珀和中国早白垩世热河生物群及侏罗纪的燕辽生物群。

丽蛉是仅生活在中生代的传粉昆虫,具有长口器。其口器与其取食植物的花管在长期的演化中形成了形态适应,即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似,因此丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供了关键证据。此次发现的不同物种丽蛉的口器长度在0.6毫米到18毫米之间。说明传粉昆虫的生态位分化在裸子植物繁盛的时期已出现。传粉生态位分化提高了传粉效率,进一步促进了白垩纪传粉昆虫和虫媒植物的演化。

此次研究中,还首次证实了中生代昆虫已经具备长距离的化学通讯能力。缅甸雄性丽蛉的触角为中生代昆虫中罕见的栉状结构,而雌性为念珠状或丝状结构。栉状触角增大了触角表面积和传感器的灵敏度,增强了雄性感知雌性释放的性激素的能力,表明白垩纪时期丽蛉可能已具备长距离的化学通讯能力。

由于这些丽蛉精心改变了自己的取食结构,以至于只能以某些特定的裸子植物花粉为食。到了新生代,裸子植物的霸主地位被被子植物取代,这些丽蛉们也随之而去,从此灭绝。

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