昆蟲在1.4億年前為第一朵花授粉但不是蜜蜂
如果進化生物學家是自然界過去的謎團的偵探,那麼系統發育樹就是他們用紅繩和圖釘將犯罪現場嫌疑人連接在一起的軟木板。這種形式的生物調查工作的最新發現是,大約1.4 億年前,一種昆蟲而非蜜蜂將第一包花粉運送到另一株植物,開始了植物群的繁殖,該植物群已經繁殖了大約40萬物種現在佔據了地球近90%的土地(和一些水域)。
來自澳大利亞悉尼植物園、麥考瑞大學、霍克斯伯里環境研究所和悉尼新南威爾士大學的科學家結合分子數據製作了最先進的系統發育樹,並觀察了昆蟲和植物化石,說明了植物授粉的歷史,他們確信現場出現的第一個生物不是蜜蜂。
為什麼?大多數證據表明它早於蜜蜂存在,而且這種昆蟲很小,因為這第一朵花與我們今天所知的精心設計的吸引動物的設計完全不同。
研究人員說,最有可能的嫌疑人是一隻小蒼蠅、甲蟲,也許是一隻蠓甚至是一種早已消失於地球的昆蟲。
為解開這個謎團,研究人員將所有開花植物科的錯綜複雜的樹拼湊在一起,其中包括1160 種植物,其譜係可追溯到約1.45 億年前。有了這個,他們追踪了這些植物的傳粉者,觀察了它是如何隨時間變化的,並註意到了關鍵的進化轉變。
複雜的系統發育樹追踪授粉的祖先根,顯示昆蟲的優勢Ruby E Stephens/UNSW
通過繪製昆蟲、脊椎動物(包括蜂鳥和蝙蝠)、風和水的地圖,研究小組發現,在整個歷史上,大約86% 的植物授粉都是由蟲子完成的,並且至今仍是主導力量。
“進化樹向我們展示了植物科在何時進化,”主要作者、麥考瑞大學博士生Ruby E. Stephens 說。“通過運行不同的模型,我們可以從現在給植物授粉的因素向後映射到過去可能給該植物的祖先授粉的因素。”
雖然研究人員觀察到風授粉在歷史上已經進化了42 次,但幾乎沒有證據表明這一過程再次逆轉到動物身上。通過這一點,科學家們確信最初的傳粉者實際上是一種昆蟲。
在開花植物(被子植物)出現之前,植物和昆蟲都在地球上存在了數百萬年。現在,大約90% 的植物都是依靠授粉開花的植物。當然,這些植物對食物、工業、棲息地和生物多樣性以及地球上的整體生命至關重要。
植物還進化出聰明的策略來最大限度地提高它們留下來的機會,包括發展出精緻的顏色、形狀、誘人的氣味,甚至是性模仿來吸引動物。然後,許多人會提供食物、水和花蜜等禮物,以確保這種互惠互利的關係繼續下去。
雖然科學家們無法確定哪種動物是開花植物生命的第一信使,但該研究強調了昆蟲在維持地球生命方面發揮的極其重要的作用。
“這是一個重大發現,揭示了當今地球上幾乎所有植物起源的一個關鍵方面,”斯蒂芬斯說。“植物是我們星球的生命線,我們的研究強調了昆蟲在整個地球歷史上對植物繁殖的重要性。 ”
該研究發表在《新植物學》雜誌上。