最早蝴蝶化石揭示喙的進化—新聞—科學網

2021-01-08 科學網

蝴蝶化石上的鱗片 圖片來源：Hossein Rajaei

本報訊 如果讓你畫一隻蝴蝶，你會怎麼下筆？用像舌頭一樣的喙在花朵上吸取甜甜的花蜜。可能很多人都有這樣的想法。多虧迄今為止發現的最早的蝴蝶化石，研究人員如今估計，在開花植物出現之前，生長著喙的蝴蝶就已經在這顆星球上遨遊了。

科學家一直很感興趣：地球上是先有蝴蝶還是先有花朵？一個國際科研小組新近發表報告說，對昆蟲翅膀鱗片化石的分析顯示，早在開花植物即被子植物出現之前5000萬年，就有了原始的蝴蝶和蛾類。

許多蝴蝶和蛾類的成蟲有著能彎曲、伸長的喙，適宜伸進花朵底部吸食花蜜，它們在分類學上屬於鱗翅目昆蟲的有喙亞目。科學界先前認為，這類昆蟲是在開花植物出現之後才進化出來的，時間大約是1億多年前的白堊紀早期。然而近年來，研究人員通過脫氧核糖核酸（DNA）差異推演進化歷程，認為鱗翅目昆蟲出現的時間比這早得多。

由於昆蟲很難留下化石，可供研究的完整化石非常稀少。在這項研究中，科學家從位於德國北部的巖石中挖掘出這些珍貴的化石遺蹟，隨後他們在一種高倍顯微鏡的幫助下，檢查了覆蓋著這些蝴蝶和飛蛾的翅膀、身體和腿上的鱗片。

不同昆蟲的鱗片各不相同，分析鱗片特徵的變化可以推斷昆蟲的進化歷程。

研究表明，有些鱗片是實心的並且裝飾有一種人字形的圖案。這意味著鱗片的主人擁有下巴，從而具有咀嚼食物的能力，因為大多數生有堅實鱗片的蝴蝶物種都具有下頜。

但是，研究人員檢查的其他鱗片則都是中空的，這明顯類似於現存的那些利用喙來進食的昆蟲。

研究人員指出，遠古的浮遊植物和花粉顆粒存在於大約2億年前形成早期蝴蝶化石的沉積層中，而開花植物則在距今約1.6億年到1.4億年前才開始在陸地上生長。

研究人員指出，他們發現的鱗片多種多樣，顯示鱗翅目昆蟲在三疊紀晚期至侏羅紀早期產生了許多新物種。其中有喙亞目約在2.12億年前就分化出來，早於此前估計的1.41億年前，比目前所知的最早開花植物還早5000萬年，與通過DNA差異推演進化歷程得出的估計相符。

由荷蘭烏得勒支大學、美國波士頓學院等多家機構研究人員組成的研究團隊在1月10日出版的美國《科學進展》雜誌中報告了這一研究成果。

那麼，如果不是為了把花朵含糖的花蜜吸食出來，生有喙對昆蟲又有什麼好處呢？研究人員認為，與花蜜不同的是，通過從另一個來源獲取食物，這種附肢可能會幫助那些有翅膀的昆蟲避免在當時炎熱而乾燥的氣候環境下脫水，即食用與開花植物不同的、在裸子植物上由含糖分泌物形成的液滴。

研究人員認為，原始昆蟲為了適應當時炎熱乾燥的氣候而進化出了虹吸式的喙，便於有效攝入液體、補充迅速流失的水分。它們起初可能靠吮吸水滴和破損葉片的滲出物生存，繼而發現了原始松柏等祼子植物未成熟種子分泌的高營養液體——傳粉滴。

原始蝶蛾與祼子植物之間的這種關係是單方面利用，開花植物出現之後，昆蟲在吸食花蜜時也起到傳粉作用，雙方形成互利關係，共同進化。（趙熙熙）

《中國科學報》 (2018-01-15 第2版 國際)

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