欧亚大陆白垩纪琥珀中最原始的蚂蚁及其社会化起源

 独角蚁化石
独角蚁化石

昆虫的社会行为(广义)是指昆虫集群生活,并出现了较复杂的分工协作关系,其中育幼行为(照顾后代的行为)是社会性起源的基础。近年来,南京古生物所中生代研究团队一直致力于昆虫社会行为的研究,并取得了一系列的成果,如葬甲和介壳虫的育幼行为研究等。近期,该团队在蚂蚁早期演化及其社会化起源研究取得了新进展,相关研究成果2016年5月27日在线发表于《细胞》(Cell)出版集团的子刊《当代生物学》(Current Biology)杂志。

蚂蚁是地球上数量最多的昆虫,也是最成功的社会性昆虫,其社会行为的起源和演化吸引了许多人的关注。早在《物种起源》一书中,达尔文在介绍社会性昆虫中的不育工蚁中写道:“(不育工蚁的存在)实际上对我的整个理论是致命的(actually fatal to my whole theory)”。自达尔文时代以来,许多研究人员从不同角度对蚂蚁的社会行为起源进行了深入研究,取得了很大进展。但由于化石证据匮乏,对蚂蚁早期形态和生态演化仍然不甚了解。长期以来,学界普遍认为早期蚂蚁的形态和生态较为单一,直到进入新生代,才在生态和形态方面辐射演化。另外,分子、形态、生态学研究表明最早的蚂蚁很可能是一些独居的捕食类群,但却缺少化石证据。

独角蚁生态复原
独角蚁生态复原

中国科学院南京地质古生物所王博副研究员与法国、美国科研人员合作对法国和缅甸琥珀中的2000余枚蚂蚁标本进行了系统调查,发现了一些具大颚的捕食性蚂蚁(黑帝斯蚁)。特别是从中、法、德三国馆藏的缅甸琥珀(时代约为1亿年前的白垩纪)中共找到四枚特化的蚂蚁:该类蚂蚁具有一对巨型镰刀状大牙(大颚),长度近乎头长的两倍;其唇基中部向上延长,在头上形成一个独特的“角”,堪称蚂蚁中的“独角兽”,因此被命名为“独角蚁”,属于黑帝斯蚁中一个极其特化的种类。功能形态学分析表明独角蚁演化出了一种独特的捕捉机制用于捕食相对大型的猎物:其“角”尖长有球状的毛囊,同时“角”的外侧带有感觉毛,一旦碰触到猎物,下部一对大牙迅速抬起,与上面的“角”配合,共同夹住猎物。如此特化的头部结构是首次在蚂蚁中发现。现生蚂蚁三个亚科中部分类群也演化出了类似的捕捉机制,但它们的大颚都是横向运动,而独角蚁的大颚却是垂直运动。本研究同时修订了法国和缅甸琥珀中的其他几类具大颚的黑帝斯蚁,并重新解释了其大颚和唇基结构的演化。

研究认为已知最原始的蚂蚁(黑帝斯蚁)的确是独居而非群居的捕食类群,与最近的分子、形态、生态学研究预测相一致。蚂蚁演化早期就出现了明显的形态和生态特化,其早期演化过程比先前的设想要复杂的多。 独角蚁的发现也修订了早期蚂蚁形态保守的传统认识。

该项研究得到中国科学院和国家自然科学基金委项目的资助。

论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982216303281

(据中国科学院南京地质古生物所)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 白垩纪琥珀中发现社会性寄生甲虫

    自然界中社会性昆虫(如蚂蚁、白蚁和蜜蜂)与其他动物之间存在十分密切的关系.昆虫之间互相利用,从而使得一方或双方得以更好地利用资源、获得保护、适应环境和占领新的生境。白蚁是目前已知最为古老的社会性昆虫,…

    2017-04-16
  • 原隐翅虫揭示白垩纪昆虫与真菌相互关系

    昆虫与真菌之间存在漫长的相互关系。在众多昆虫与真菌的互作关系中,菌食性在昆虫中广泛存在,而在某些具备真菌“种植”能力的白蚁或切叶蚁中尤为显著。菌食性在鞘翅目昆虫(甲虫)中较为常见,包括多种取食真菌的方…

    2016-12-26
  • 缅甸晓蛇: 世界首次发现的蛇类琥珀

      7月19日,来自中国、加拿大、美国和澳大利亚的科学家团队首次在琥珀中发现蛇类标本,并揭示了一个前所未知的物种。该研究由中国地质大学(北京)的邢立达副教授、加拿大艾伯塔大学的迈克尔·考德威尔教授(Mi…

    2018-07-19 古生物学
  • 小心!蚂蚁也会窃取信息

    社会性昆虫如白蚁、蚂蚁、蜜蜂等,往往具有丰富的巢群内外的交流信号,并可被捕食者窃听。 近年来,越来越多的研究注意到了捕食者和猎物信号的复杂性对捕食成功率的影响,越是复杂的信号被捕食者利用得越精准,如捕…

    2017-05-11
  • 隐藏在琥珀中的恐龙

    之前就有报道科学家在琥珀中发现了蚂蚁、昆虫、和鸟的翅膀,如今研究人员又在琥珀中发现了动物——恐龙。 《Current Biology》于12月8日在网上公布这一发现,本项研究由中国地质大学科研人员的邢立达和加拿大科学家等…

    2016-12-10
  • 来自远古白垩纪的琥珀 化石 ,是世界上最小的恐龙?

    中美加科学家团队在北京宣布,他们在缅甸白垩纪琥珀中发现了一只有史以来已发现的最小的恐龙 化石 。胡冈谷地的鸟类琥珀包裹体较为丰富,对了解鸟类演化帮助很大。尽管该标本尺寸很小,但它的牙齿比其他所有的古鸟类都多。眼骨的开孔(眼圈的内径)表明,眼齿鸟的活动模式为白天型。

    2020-03-13