作者:冯卓等 来源:《当代生物学》 发布时间:2022/11/13 20:05:41
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昆虫植内产卵、食卵有了化石证据

 

两亿年的昆虫取食叶片内的虫卵生态重建图 课题组供图

云南大学古生物研究院院长冯卓教授团队首次为地质历史时期植内产卵昆虫的生殖生物学和行为学提供了直接的化石证据,该研究于11月8日在线发表于《当代生物学》。该研究系首次为地质历史时期昆虫的植内产卵行为和食卵行为提供了直接的化石证据。

昆虫的植内产卵行为是一种非常特殊的生殖策略,即昆虫使用特化的产卵器将卵产到叶片或树皮等植物组织里。这种生殖策略可以使虫卵得到有效保护,从而提高后代的存活率。由于缺乏实体化石的直接证据,目前我们对远古时期植内产卵昆虫的生物学和演化历程还不了解。

冯卓团队在四川盆地距今约2.07—2.01亿年前的上三叠统须家河组采集到大量保存精美的植物化石。通过精细的比较解剖学研究,冯卓团队在多列拜拉叶片内发现了大量昆虫卵的实体化石。这些化石昆虫卵的平均直径约200微米,呈圆形至长椭圆形,紧贴于叶片上表皮内侧,且整齐排列在平行的叶脉之间。

他们发现这些化石卵与现生昆虫卵的结构非常类似,具有分层的卵壳、锥形的卵孔突、卵孔气室、卵孔口等结构。这些化石卵与现生蜻蜓目昆虫卵最接近,但变化范围更加显著,表明这些卵可能处于比较原始的演化阶段。宿主植物叶片上表皮比下表皮具有更厚的角质层,而角质层是一种良好的隔热和防止紫外线辐射的材料;叶脉之间是柔软的叶肉组织,便于插入产卵器并产卵。反复观察验证,化石卵仅出现在多列拜拉叶片内。这些证据表明,两亿年前的昆虫为了实现对后代的有效保护,不仅对宿主植物进行了特定筛选,而且对产卵位置有了明显的趋利选择。

一个有趣的发现是,这些虫卵竟然被卵食性昆虫取食过卵液。这些卵食性昆虫利用刺吸式口器刺穿卵壳吸食卵液,在卵壳上留下直径约1—3微米的取食孔。由于卵内具有丰富的卵磷脂和蛋白质,所以取食卵液是一种非常高效的摄取营养的方式。然而,如何能够准确找到这些“藏”在叶片里面的卵则需要非常特殊的嗅觉或视觉神经系统。

植内产卵行为代表了一种“先进”的生存策略,而取食卵的行为亦是一种高效获取营养的策略,这两种策略均利于物种的繁衍。当前化石标本证实,两种对立的策略在2亿多年前的三叠纪晚期都已出现,可谓“魔高一尺,道高一丈”。(来源:中国科学报 温才妃)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.031

 
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