低滅絕率帶來(lái)甲蟲(chóng)的多樣化

無(wú)脊椎動(dòng)物古生物學(xué)專家、科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館地質(zhì)科學(xué)副教授迪納·史密斯領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究認(rèn)為，造成現(xiàn)在甲蟲(chóng)種類多樣化的原因，很可能是歷史上較低的滅絕率，而不是新物種以較快的速度出現(xiàn)。

史密斯說(shuō)：“研究甲蟲(chóng)為什么呈現(xiàn)多樣化的大量工作，都圍繞著這個(gè)問(wèn)題：是什么促進(jìn)了物種的形成。通過(guò)研究這個(gè)群體的化石我們可以看到，物種的滅絕率至少和新物種形成同樣重要。也許，我們更應(yīng)該集中精力來(lái)研究為何甲蟲(chóng)會(huì)有如此低的滅絕率。”

為了能夠充分地探索鞘翅目這種昆蟲(chóng)的進(jìn)化順序，史密斯和她的合作者，伊利諾伊大學(xué)動(dòng)物生物學(xué)副教授喬納森·馬考特，翻閱了自19世紀(jì)初至今記錄甲蟲(chóng)化石的出版物。她們還使用了開(kāi)放存取的數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目，包括EDNA昆蟲(chóng)化石數(shù)據(jù)庫(kù)以及鞘翅目的化石目錄數(shù)據(jù)庫(kù)。她們構(gòu)建了一個(gè)擁有5553種甲蟲(chóng)物種的數(shù)據(jù)庫(kù)，而且這些甲蟲(chóng)取自221個(gè)完全不同的地方。考慮到物種數(shù)據(jù)參差不齊的特性，她們?cè)诩紫x(chóng)家族層面上進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在活著的大多數(shù)甲蟲(chóng)都可以在化石中找到蹤跡。

這個(gè)研究探討了甲蟲(chóng)早在二疊紀(jì)時(shí)期的起源，時(shí)間是2.84億年前。通過(guò)比較同時(shí)期化石記錄中保存的其他動(dòng)物群體，例如蛤、珊瑚和脊椎動(dòng)物，她們發(fā)現(xiàn)，甲蟲(chóng)是已被統(tǒng)計(jì)過(guò)的物種中家族滅絕率最低的一個(gè)。事實(shí)上，作為最大的甲蟲(chóng)子群，多食目家族中沒(méi)有一個(gè)在進(jìn)化歷史上滅絕。研究人員認(rèn)為，甲蟲(chóng)物種微乎其微的滅絕率，很可能是它們靈活的食譜導(dǎo)致的，特別是多食目，其食譜中包括藻類、植物和其他動(dòng)物。

史密斯說(shuō)，有幾件事情使得甲蟲(chóng)特別靈活，能夠適應(yīng)環(huán)境的變化，比如甲蟲(chóng)的蛻變能力——很多昆蟲(chóng)都有的一個(gè)特征。“身體柔軟的幼蟲(chóng)跟有外骨骼的、長(zhǎng)翅膀的成蟲(chóng)有很大不同，意味著它們可以利用類型迥然不同的棲息地。”史密斯說(shuō)。此外，圍繞冰期和間冰期的研究顯示。甲蟲(chóng)成蟲(chóng)可以靈活自如地快速移動(dòng)以應(yīng)對(duì)氣候的波動(dòng)。

史密斯說(shuō)：“我覺(jué)得人們一直在猶豫是否研究昆蟲(chóng)化石。這是因?yàn)槿藗冇姓`解，認(rèn)為這類化石如此脆弱，而且不易固定。我一直希望，我們的工作能顯示出化石記錄在這類研究中表現(xiàn)相當(dāng)不錯(cuò)，化石記錄也可以用在研究這個(gè)多樣化而又重要的群體的進(jìn)化上。”

史密斯認(rèn)為，其他昆蟲(chóng)群體在抵制滅絕方面可能和鞘翅目相似，因此她希望她們的工作會(huì)激發(fā)其他昆蟲(chóng)學(xué)家鉆研自己喜歡的昆蟲(chóng)的化石記錄。目前，她正在致力把化石標(biāo)本做數(shù)字化處理，為將來(lái)能夠在更精細(xì)的尺度上進(jìn)行研究鋪好道路。這個(gè)項(xiàng)目被稱為昆蟲(chóng)化石合作研究，由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金資助。

“作為博物館收藏的負(fù)責(zé)人，我知道還有很多物種待在我們的櫥柜里，沒(méi)有被描述和研究。”史密斯說(shuō)，“一旦我們能夠把這些標(biāo)本從櫥柜里拿出來(lái)，使更多的研究團(tuán)體更容易地接觸到，我想我們就可以研究物種水平模式和有關(guān)昆蟲(chóng)群體宏觀進(jìn)化史上的其他有趣的問(wèn)題了。”