白垩纪花蚤科甲虫传粉复原图
白垩纪花蚤科甲虫传粉复原图
a, 琥珀标本,b,e-g, 花粉聚集,c-d. 疑似“粪化石”及所含花粉(引自Tihelka et al. 2021)。
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包童团队设计评测,以花粉投喂瓢虫个体并观察粪便排出。c-f,表面膜状结构保留, g-l,花粉经消化道呈现各异程度的挤压、变形、破碎等 (l为对照组)。
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(神秘的地球uux.cn报导)据中山大学子态学院:被子植物(有花植物)是当今最繁盛的植物类群。化石记录显示被子植物在白垩纪中期忽然众多呈现。达尔文将这一“反常现象”称为“讨厌之谜”。许多被子植物经由昆虫开展传粉(虫媒传粉),从而合作基因流动,形成高度的多样性。所以,昆虫传粉被觉得是白垩纪中期被子植物大爆发的一个核心因素。包童助理教授于2019年在白垩纪中期(约1亿年前)缅甸琥珀中首次察觉了被子植物经甲虫(花蚤)开展传粉的直接证据(Bao et al., 2019)。该探究结局证实了许久以来学者们有关白垩纪甲虫是早期被子植物传粉者的猜想,填补了早期被子植物虫媒授粉证据的空白(图1)。2020年,德国、今日快充技术速递美国等联合团队从缅甸琥珀中首次报导了短翅花甲为被子植物传粉的证据(Peris et al., 2020)。接着,英国团队基于疑似的粪化石再次报导了短翅花甲为被子植物传粉的观点(Tihelka et al., 2021)。
近期,中山大学子态学院包童助理教授联合德国、奥地利、英国、冰岛等国的学者在《自然》子刊Nature Plants发表文章,对英国团队在该期刊发表的有关白垩纪被子植物昆虫传粉机制的论文(Tihelka et al., 2021)提出新认识。
Tihelka et al.(2021)对一枚白垩纪缅甸琥珀标本中的信息物化石开展知晓读,得出了早期短翅花甲是中生代被子植物传粉者的结论。但是,包童团队依据文中刻画和结论,重新设计了现生昆虫学和孢粉学评测,结合理论确认与评测资料,证明该论文的研究与结论缺乏说服力。该质疑论文在《自然》子刊Nature Plants 以Matters Arising专栏发表。论文强调Tihelka et al.(2021)的热门智能手表排行首要难题含有:
1.Tihelka et al.(2021)强调其探究琥珀标本中包含短翅花甲化石、疑似的“粪化石” (图2,d)和若干 “被子植物花粉” 颗粒(图2,b)。包童团队经细致现生昆虫生理学确认,觉得此 “粪化石” 的尺寸显著超出了甲虫消化道的或许容积,所以难以证实其与该短翅花甲科甲虫之间的关系。
2.包童团队强调,以甲虫为代表的很多昆虫类群,其取食的花粉经消化道排出体外时,花粉结构会有一定的挤压和变形或破损,昆虫粪便表面会有膜状结构保留 (图3)。Tihelka et al.(2021)探究中所示 “粪化石” 均无体现上述特征。
3.Tihelka et al.(2021)文中强调该琥珀标本中保存有聚集的 “被子植物” 花粉,与此琥珀中保存的 “粪化石” 中所含花粉类型一致。包童团队经古植物学和孢粉学确认,证明此花粉并非被子植物花粉,而是归于一类已灭绝的裸子植物Erdtmanithecales。
Matters Arising是Nature期刊兴办的尤其专栏,专栏的留言文章都是对已然在Nature发表的论文提出学术性质疑,受到读者的广泛留意。该专栏的同行评审过程较Article更为严格谨慎,需经过被质疑文章作者的多次辩驳以及三位独立评审人的经由。本质疑发表过程中得到了海外古昆虫、古植物有关领域专家学者和被质疑文章的审稿人的扶持。中山大学子态学院为论文唯一通讯单位,包童为论文第一作者与通讯作者。该岗位获得了中山大学“百人打算”项目、奥地利科学院Austrian Science Fund (Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung)和Leverhulme Emeritus Fellowship等扶持。
论文信息:
Bao,T ., Wedmann, S., Grímsson, F. Beutel, R. G., Seyfullah, L., Bao, L., Edmund Jarzembowski, Ed. Was the kateretid beetle Pelretes really a Cretaceous angiosperm pollinator? Nat. Plants (2021). https://doi.org/ 10.1038/s41477-021-01044-3.
Tihelka, E., Li, L., Fu, Y., Su, Y., Huang, D., Cai, C. Angiosperm pollinivory in a Cretaceous beetle. Nat. Plants 7, 445–451 (2021). https://doi.org/10.1038/s41477-021-00893-2
Bao, T., Wang, B., Li, J., Dilcher, D. Pollination of Cretaceous flowers. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 116, 24707-24711 (2019). https://doi.org/10.1073/pnas.1916186116
Peris, D., Labandeira, C., Barrón, E., Delclòs, X., Rust, J., Wang, B. Generalist Pollen-Feeding Beetles during the Mid-Cretaceous. iScience, 23, 100913 (2020). https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.100913.
有关报导:1亿年前,被子植物“红娘”到底是谁
(神秘的地球uux.cn报导)据技术日报(叶青):什么是当今最繁盛的植物类群?被子植物(有花植物)当之无愧,其在陆地生态操控系统中占据主导地位。被子植物的繁衍需要靠传粉,而谁是被子植物最初的传粉者一直是科学家不断探索的难题。
上一年上半年,英国蒂海尔卡科研团队提出白垩纪的短翅花甲是中生代被子植物传粉者。而在上一年年底,中山大学子态学院助理教授包童联合德国、奥地利、英国、冰岛等国的学者在《自然》子刊《自然·植物》发表文章,对此结论提出了新认识。
寻找最初传粉者步履不停
针对被子植物传粉者的寻找要从1亿年前说起。有化石记录显示,被子植物在白垩纪中期忽然众多呈现。达尔文觉得,一切类群都应该有一个从少到多的进展过程,所以他将这一反常现象称为“讨厌之谜”。
“人类的大若干食物都来自被子植物,90%以上的被子植物需要昆虫开展授粉,从而合作基因流动,这才有了我们今日的花花全球。所以,昆虫传粉被觉得是白垩纪中期被子植物大爆发的一个核心因素。但究竟昆虫的传粉行为是什么时候在地球上呈现的?这在全全球是一个谜。”包童说。
全球上的科学家一直都在寻找这位最初呈现的“红娘”,以解答达尔文的“讨厌之谜”。
2019年,包童在约1亿年前白垩纪中期的缅甸琥珀中首次察觉了被子植物经甲虫(原始花蚤类)开展传粉的直接证据。该探究结局证实了许久以来学者们有关白垩纪甲虫是早期被子植物传粉者的猜想,填补了早期被子植物虫媒授粉证据的空白。这是科学家们找到的最初的传粉“红娘”。
但有关“红娘”的寻找还远未落幕。2021年上半年,一个新的“红娘”又被英国一个科学家团队察觉。蒂海尔卡科研团队对一枚白垩纪缅甸琥珀标本中的信息物化石开展确认,得出早期短翅花甲是中生代被子植物传粉者的结论。
三个难题质疑“红娘”身份
细细琢磨,蒂海尔卡科研团队的探究结论让一若干科学家形成了质疑。
“经由化石来测试甲虫传粉具有一定的不确定性,由于大多数结论是基于化石中的甲虫是否有适于传粉的形态特征,或是与以花粉为食的现生类型比对来开展推断。”包童说,以便进一步测试自己的猜想,他和团队依据文中的刻画和结论,重新设计了现生昆虫学和孢粉学评测,结合理论确认与评测资料,察觉了3个难题。
先是,粪化石尺寸显著超出甲虫消化道的或许容积。蒂海尔卡科研团队强调其探究琥珀标本中包含短翅花甲化石、疑似的粪化石和若干被子植物花粉颗粒。包童团队经细致现生昆虫生理学确认,觉得此粪化石的尺寸显著超出了甲虫消化道的或许容积,所以难以证实其与该短翅花甲科甲虫之间的关系。
第二,粪化石并未体现昆虫粪便特有的膜状结构。“以甲虫为代表的很多昆虫类群,其取食的花粉经消化道排出体外时,花粉结构会有一定的挤压和变形或破损,且昆虫粪便表面会有膜状结构保留。”包童说。但蒂海尔卡科研团队探究中所示粪化石均无体现上述特征。
第三,粪化石所含花粉并非被子植物花粉。蒂海尔卡科研团队强调,该甲虫被超过100枚花粉颗粒包围,甲虫附近有4个聚集而成的花粉簇,这些花粉归于典型的三沟型花粉,与此琥珀中保存的粪化石所含花粉类型一致。
包童团队经古植物学和孢粉学确认,证明此花粉是归于一类已灭绝的裸子植物Erdtmanithecales,而非三沟型花粉。“三槽花粉也有三条‘沟’,但其中一条较另外两条更宽,不认真观察很轻松将这种花粉误觉得被子植物的花粉。”包童强调。
“以上一系列证据很好地扶持了对蒂海尔卡科研团队提出的中早期短翅花甲是中生代被子植物传粉者结论的质疑。”包童说。
值得一提的是,在此学术质疑过程中,科学家均持启动的态度。“谁是真正的传粉‘红娘’,是近年来古生物学界的探究中心,很多科学家都在奋斗使用。”包童说明,他们的质疑经由了同行严格谨慎的评审过程,需经过被质疑文章作者的多次辩驳以及三位独立评审人的经由。他们在质疑发表过程中得到了海外古昆虫、古植物有关领域专家学者和被质疑文章的审稿人的扶持,“所有科学家都期盼经由共同的奋斗,找出真正的‘红娘’。”他说。