白垩纪的琥珀花蚤打破“世界纪录”

小琪

琥珀花蚤是什么？

琥珀是一种透明的生物化石，是中生代白垩纪至新生代第三纪松柏科植物的树脂，主要是松柏科、云实科、南洋杉科等植物的树脂化石。树脂滴落，掩埋在地下千万年，在压力和热力的作用下石化形成，是有机混合物。有的内部包有小昆虫，奇丽异常。琥珀的形成一般有三个阶段，第一阶段是树脂从柏松树上分泌出来;第二阶段是树脂被深埋，并发生了石化作用，树脂的成分、结构和特征都发生了明显的变化;第三阶段是石化树脂被冲刷、搬运、沉积和发生成岩作用从而形成了琥珀。中国科学家发现的世界上最为古老的琥珀矿石，其年龄在9900万年左右。

花蚤是鞘翅目，花蚤科（Mordellidae）甲虫，约1500种，因受惊或被捉时能跳跃、旋转和翻滚，故名。花蚤分布在宁夏一带西北麻区，是银川平原大麻的重要害虫。幼虫蛀食嫩茎、顶梢，致受害部膨大呈虫瘿状，不仅品质降低，同时也影响产量。成虫喜在茴香、胡萝卜等伞形花科植物上活动。

昆虫传粉為被子植物大爆发添“证据”

被子植物是当今最繁盛的植物类群。人类的大部分食物来自被子植物，而90%以上的被子植物需要昆虫授粉。如此重要的授粉行为是什么时候开始在地球上出现的，成为科学家关注的话题。化石记录显示，被子植物在白垩纪中期突然大量出现。达尔文认为，一切类群都应该有一个从少到多的发展过程，他将这一“反常现象”称为“讨厌之谜”。

许多被子植物通过昆虫进行传粉（虫媒传粉），从而促进基因流动，形成高度多样性。因此，昆虫传粉被认为是白垩纪中期被子植物大爆发的一个关键因素。尽管白垩纪中期，昆虫和被子植物的种类已经较为丰富，但此时期被子植物虫媒传粉的直接证据却一直缺失。

中国科学院南京地质古生物研究所联培博士生包童在研究员王博的指导下，与中美研究人员合作，在白垩纪中期（约1亿年前）缅甸琥珀中发现了真双子叶植物经花蚤科甲虫进行传粉的直接证据。

许久以来，学者们猜想白垩纪甲虫是早期被子植物传粉者。这项研究的结果证实了这一猜想，填补了早期被子植物虫媒授粉证据的空白，为解答达尔文的“讨厌之谜”找到了一个关键证据。相关研究成果发表于《美国科学院院报》上。

被子植物虫媒传粉1亿年前已出现

这枚缅甸琥珀中有一只花蚤科甲虫（定名为缅甸访花花蚤），研究团队利用高分辨率光学显微镜和显微CT对花蚤身体形态进行分析，获得了高精度三维图像。花蚤的身体侧扁，后足极其发达适于跳跃，这种体型非常适合在花冠上移动，它能在花冠上跳来跳去，也能带着花粉飞来飞去，从而高效地接触并携带花粉。此外，该花蚤口器的下颚须末节非常宽大，就像一个小铲子，可以有助于收集和取食花粉颗粒。

研究团队对琥珀标本精细打磨处理后，利用显微镜观察发现，花蚤的腹部、鞘翅和身体附近保存了至少62枚花粉颗粒。“这些花粉颗粒呈现的是团簇状，只有经过虫媒传播的花粉才会呈现这种状态，而风吹来的花粉则是散的。”包童介绍。与此同时，团队在观察后确定了这些花粉属于典型的三沟型花粉。三沟型花粉指每个花粉颗粒上具三条辐射排列的沟，这也是真双子叶植物的重要鉴定特征。琥珀中这些花粉个体较大，表面有复杂纹饰，部分颗粒形成花粉团，揭示了早期被子植物虫媒花的花粉特征。

包童说，这只花蚤的身形是蜷曲的，后足非常健壮，这些特点足可以证明，它能在花冠上跳来跳去，也能带着花粉飞来飞去。而且这只花蚤口器的下颚须非常宽大，就像一个小铲子，可以有助于收集花粉。综合花蚤身体构型、口器形态、体毛特征、花粉形态等一系列证据，确定此琥珀标本展现了白垩纪中期花蚤类甲虫对被子植物的传粉行为，并揭示了早期真双子叶植物的虫媒传粉机制。

此前，科学家们从花粉、昆虫等方面，找到了很多虫媒传粉的间接证据。例如：通过昆虫传粉，花粉表面坑坑洼洼，特别容易聚集成团，通过风力传粉，花粉表面光滑平整，特别容易飘飞离散。最早的被子植物昆虫传粉的直接证据，是来自德国梅塞尔化石坑出土的蜜蜂及花粉化石（约4800万年前）。这一次的重大发现，将被子植物虫媒传粉的记录提前了至少5000万年，提供了白垩纪唯一的、也是最早的直接证据。

此次在古生物研究的技术方面也有一定的创新突破，之前的科学家们已经习惯了使用光学显微镜来看标本上的花粉。这次的研究成功运用了激光共聚焦显微镜寻找花粉的技术，这项技术的运用有望在未来给相关的科研实验提供帮助。

（本文选自：奥秘 2020年03期）