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谁见过最早的铁树开花?史诗级的苏铁传粉者「侏㑩古澳洲蕈虫」

  • 文/萧昀、刘振华

古人有云:“铁树开花水倒流”,由于铁树开花非常罕见,要亲眼目睹十分不易,因此就用铁树开花来比喻极不可能、等不到的事;而这句中所提到的铁树,指的其实就是苏铁(Cycas)这种雌雄异株的植物呢!苏铁又称凤尾蕉、凤尾松、避火树,而树龄 10 年以上的苏铁才会长出雄球花及雌球花,并透过风或昆虫来传播花粉。

由于树龄 10 年以上的苏铁才会长出雄球花及雌球花,因此铁树开花被用来比喻极不可能,等不到的事。

可爱的象鼻虫就是铁树开花的见证虫?

在侏儸纪的陆地上,除了庞然横行的恐龙们,还有着蓊郁的裸子植物森林,苏铁在此时也相当繁盛,可说是“铁树时代”。现生苏铁的传粉虫媒主要为甲虫(鞘翅目),有些种类也会靠蓟马(缨翅目)传粉,而在为苏铁传粉的甲虫类群中,最重要的类群则为象鼻虫总科的成员;苏铁与象鼻虫的合作关係可能起源于中生代,同时,中生代也有出土一些象鼻虫化石。

“中生代的苏铁就是藉由这些象鼻虫传粉”这个论述看起来十分理所当然,对不对?不过如果就这样文毕结束收工回家了话,那呃呃我……我觉得不行,我觉得很普通,且事实上,科学家们在仔细检查了这些中生代的象鼻虫化石种类、和对象鼻虫总科物种进行类群起源时间的定年后,他们也觉得不行。

首先呢,这些中生代的象鼻虫种类所属的类群 (毛象鼻虫科),实际上在现生的种类中有许多物种是与许多风媒裸子植物伴生,而那些现今为苏铁传粉的象鼻虫类群,则被认为是起源于白垩纪早期的。另外,根据对苏铁类植物的分子定年,则发现:现生的苏铁起源于新生代中新世。由于中生代晚期有着名的白垩纪-第三纪灭绝事件,生物面临大规模灭绝,因此现今的苏铁授粉象鼻虫类群有可能也其实是晚近才兴起的。

象鼻虫为昆虫中物种、生态最为多样化的类群之一,科学家认为现今的为苏铁授粉的象鼻虫类群可能是晚近才兴起的而非中生代。图/萧昀 摄。

 

苏铁的原始伙伴原来另有其人

那么,到底是什么样的虫子为中生代的苏铁传播花粉呢?一件来自中国大陆内蒙古自治区的道虎沟村的甲虫化石标本,让科学家们似乎找到了答案。

内蒙古道虎沟化石层生物群出土了相当多的特殊化石昆虫物种。此为娲皇始源大花蚤 Archaeoripiphorus nuwa,是目前已知最古老的大花蚤科化石纪录。

澳洲蕈虫科(Boganiidae)是一群相当小型且鲜为人知的冷门甲虫,牠们的大颚基部有着刚毛窝,虽然目前尚未知这些毛窝的功能,不过被推测可能有着贮菌器的功能,可携带孢子或微生物至适合居住的新栖地进行拓殖。目前仅发现记述有 6 属、15 个现生物种,牠们分布于澳洲、新喀里多尼亚和南非。

虽然多数种类为被子植物传粉,昆虫学家后来发现:分布于澳洲和南非的种类皆会取食苏铁花粉并在雄毬果发育,其中有趣的是,这两相距甚远的远亲所取食的苏铁种类亲缘竟相当接近,昆虫学家更进一步推论:澳洲蕈虫与苏铁间交互关係,可能早于中生代冈瓦那大陆尚未分裂之时就已经被建立了。

现生的澳洲蕈虫科成员,图为 Paracucujus rostratus。图/刘振华 摄。

侏儸古澳洲蕈虫化石出土,演化谱系再添新章

内蒙古道虎沟化石层生物群(九龙山组,中侏儸世,约 1.65 亿年前)出土了相当多的昆虫化石,是古昆虫学研究材料的宝库。

2017 年 4 月,来自中国广州中山大学、澳洲联邦科学与工业研究组织(CSIRO)和北京首都师范大学的跨国科研团队于该化石群发现了澳洲蕈虫科的物种,描述并命名为侏儸古澳洲蕈虫 Palaeoboganium jurassicum,这是已知澳洲蕈虫科年代最早的化石纪录。

澳洲蕈虫科 Palaeoboganium jurassicum 是已知澳洲蕈虫科年代最早的化石纪录,约为1.65亿年前的中侏儸世。图/Liu Z., Ślipiński A., Lawrence J.F., Ren D. & Pang H. @Journal of Systematic Palaeontology

 

这项发现有着重要的演化意义。首先,这个发现印证了本科物种的确已经存在于中生代,且显然本类群的分布格局比我们现今所知还要来得广阔;再者,根据作者们的亲缘谱系分析,这个物种与为苏铁花粉授粉的似扁虫属Paracucujus 亲缘关係上相当接近,辅助佐证侏儸古澳洲蕈虫很有可能就是当时苏铁类植物的授粉昆虫。

这项研究成果于今年 4 月 4 日线上刊载于古生物学领域国际期刊【系统古生物学期刊】(Journal of Systematic Palaeontology)。

参考文献:

Liu Z., Ślipiński A., Lawrence J.F., Ren D. & Pang H. 2017. Palaeoboganium gen. nov. from the Middle Jurassic of China (Coleoptera: Cucujoidea: Boganiidae): the first cycad pollinators? Journal of Systematic Palaeontology (Published online). Doi: https://doi.org/10.1080/14772019.2017.1304459

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