白堊紀的琥珀花蚤打破“世界紀錄”

小琪

琥珀花蚤是什么？

琥珀是一種透明的生物化石，是中生代白堊紀至新生代第三紀松柏科植物的樹脂，主要是松柏科、云實科、南洋杉科等植物的樹脂化石。樹脂滴落，掩埋在地下千萬年，在壓力和熱力的作用下石化形成，是有機混合物。有的內部包有小昆蟲，奇麗異常。琥珀的形成一般有三個階段，第一階段是樹脂從柏松樹上分泌出來;第二階段是樹脂被深埋，并發生了石化作用，樹脂的成分、結構和特征都發生了明顯的變化;第三階段是石化樹脂被沖刷、搬運、沉積和發生成巖作用從而形成了琥珀。中國科學家發現的世界上最為古老的琥珀礦石，其年齡在9900萬年左右。

花蚤是鞘翅目，花蚤科（Mordellidae）甲蟲，約1500種，因受驚或被捉時能跳躍、旋轉和翻滾，故名。花蚤分布在寧夏一帶西北麻區，是銀川平原大麻的重要害蟲。幼蟲蛀食嫩莖、頂梢，致受害部膨大呈蟲癭狀，不僅品質降低，同時也影響產量。成蟲喜在茴香、胡蘿卜等傘形花科植物上活動。

昆蟲傳粉為被子植物大爆發添“證據”

被子植物是當今最繁盛的植物類群。人類的大部分食物來自被子植物，而90%以上的被子植物需要昆蟲授粉。如此重要的授粉行為是什么時候開始在地球上出現的，成為科學家關注的話題。化石記錄顯示，被子植物在白堊紀中期突然大量出現。達爾文認為，一切類群都應該有一個從少到多的發展過程，他將這一“反常現象”稱為“討厭之謎”。

許多被子植物通過昆蟲進行傳粉（蟲媒傳粉），從而促進基因流動，形成高度多樣性。因此，昆蟲傳粉被認為是白堊紀中期被子植物大爆發的一個關鍵因素。盡管白堊紀中期，昆蟲和被子植物的種類已經較為豐富，但此時期被子植物蟲媒傳粉的直接證據卻一直缺失。

中國科學院南京地質古生物研究所聯培博士生包童在研究員王博的指導下，與中美研究人員合作，在白堊紀中期（約1億年前）緬甸琥珀中發現了真雙子葉植物經花蚤科甲蟲進行傳粉的直接證據。

許久以來，學者們猜想白堊紀甲蟲是早期被子植物傳粉者。這項研究的結果證實了這一猜想，填補了早期被子植物蟲媒授粉證據的空白，為解答達爾文的“討厭之謎”找到了一個關鍵證據。相關研究成果發表于《美國科學院院報》上。

被子植物蟲媒傳粉1億年前已出現

這枚緬甸琥珀中有一只花蚤科甲蟲（定名為緬甸訪花花蚤），研究團隊利用高分辨率光學顯微鏡和顯微CT對花蚤身體形態進行分析，獲得了高精度三維圖像。花蚤的身體側扁，后足極其發達適于跳躍，這種體型非常適合在花冠上移動，它能在花冠上跳來跳去，也能帶著花粉飛來飛去，從而高效地接觸并攜帶花粉。此外，該花蚤口器的下顎須末節非常寬大，就像一個小鏟子，可以有助于收集和取食花粉顆粒。

研究團隊對琥珀標本精細打磨處理后，利用顯微鏡觀察發現，花蚤的腹部、鞘翅和身體附近保存了至少62枚花粉顆粒。“這些花粉顆粒呈現的是團簇狀，只有經過蟲媒傳播的花粉才會呈現這種狀態，而風吹來的花粉則是散的。”包童介紹。與此同時，團隊在觀察后確定了這些花粉屬于典型的三溝型花粉。三溝型花粉指每個花粉顆粒上具三條輻射排列的溝，這也是真雙子葉植物的重要鑒定特征。琥珀中這些花粉個體較大，表面有復雜紋飾，部分顆粒形成花粉團，揭示了早期被子植物蟲媒花的花粉特征。

包童說，這只花蚤的身形是蜷曲的，后足非常健壯，這些特點足可以證明，它能在花冠上跳來跳去，也能帶著花粉飛來飛去。而且這只花蚤口器的下顎須非常寬大，就像一個小鏟子，可以有助于收集花粉。綜合花蚤身體構型、口器形態、體毛特征、花粉形態等一系列證據，確定此琥珀標本展現了白堊紀中期花蚤類甲蟲對被子植物的傳粉行為，并揭示了早期真雙子葉植物的蟲媒傳粉機制。

此前，科學家們從花粉、昆蟲等方面，找到了很多蟲媒傳粉的間接證據。例如：通過昆蟲傳粉，花粉表面坑坑洼洼，特別容易聚集成團，通過風力傳粉，花粉表面光滑平整，特別容易飄飛離散。最早的被子植物昆蟲傳粉的直接證據，是來自德國梅塞爾化石坑出土的蜜蜂及花粉化石（約4800萬年前）。這一次的重大發現，將被子植物蟲媒傳粉的記錄提前了至少5000萬年，提供了白堊紀唯一的、也是最早的直接證據。

此次在古生物研究的技術方面也有一定的創新突破，之前的科學家們已經習慣了使用光學顯微鏡來看標本上的花粉。這次的研究成功運用了激光共聚焦顯微鏡尋找花粉的技術，這項技術的運用有望在未來給相關的科研實驗提供幫助。

（本文選自：奧秘 2020年03期）