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缅甸琥珀揭示扁甲类甲虫雌雄异型的早期演化

白垩纪缅甸琥珀中的长角原锯谷盗的雌雄异性现象:A、C和D(具上颚角)为雄性个体,其他为雌性个体

白垩纪缅甸琥珀中的长角原锯谷盗的雌雄异性现象:A、C和D(具上颚角)为雄性个体,其他为雌性个体

白垩纪缅甸琥珀中的长角原锯谷盗的细节特征

白垩纪缅甸琥珀中的长角原锯谷盗的细节特征

(36500365uux.cn报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:昆虫纲是自然界中生物多样性最为丰富的类群,而甲虫(鞘翅目)是昆虫中多样性最高的一个庞杂类群,包括超过170个现生科。可能由于化石保存缺陷或是标本较少,甲虫化石的分类系统学研究几乎都没有涉及雌雄个体之间的形态差异,因而对甲虫在有性生殖的长期演化过程中,其形态和结构的演化知之甚少。

近日,中国科学院南京地质古生物研究所黄迪颖研究团队通过对缅甸琥珀中大量的甲虫化石进行系统研究,发现了6枚保存精美的锯谷盗化石。它们雌雄个体罕见地保存了特化的触角、上颚等结构的形态差异,揭示了扁甲类甲虫雌雄异型的早期演化,并对理解现代的朽木树皮下生活的甲虫之间的趋同进化具有重要意义。该研究近日发表于国际古昆虫学会官方刊物《古昆虫学》(Palaeoentomology)上。

锯谷盗科(Silvanidae)是扁甲总科的一个广布小科,包括60余属,约500个现生种。锯谷盗化石较为罕见,主要报道于始新世的波罗的海琥珀(Baltic amber)和法国瓦兹琥珀(Oise amber)。最近,中山大学刘振华博士等报道了来自白垩纪缅甸琥珀中已知最古老的锯谷盗科化石,描述了2个新属种(Cretoliota Liu, ?lipiński, Wang & Pang, 2019和Protoliota Liu, ?lipiński, Wang & Pang, 2019)。然而,可能由于化石标本数量有限,并没有对这类古老锯谷盗的雌雄异型现象进行深入探讨。

蔡晨阳等人从缅甸琥珀(距今约1亿年)中发现6枚保存精美的锯谷盗化石,包括3个雄性和3个雌性个体,它们均属于已报道的长角原锯谷盗(Protoliota antennatus Liu et al., 2019)。根据扁平的体型、超长的触角和前胸侧脊等特征,原锯谷盗属(Protoliota)能够很容易地与其他现生和化石锯谷盗区分开来,并与现生的Uleiota属最为接近。通过多个雌雄个体的对比分析发现,长角原锯谷盗的雄性个体的触角明显长于雌性个体,雄性触角的第一个小节(柄节)也显著长于雌性个体,而且雄性个体发育极其特殊的上颚角(mandibular horns),雌性则不发育该构造。雄性的上颚角在个体之间也存在一定的长度差异。更为有趣的是,研究发现朽木树皮下生活的某些亲缘关系较远的类群之间存在极其类似的雌雄异型现象。例如,类似的雌雄异型现象在隐翅虫科扁隐翅虫亚科Siagonium属也同样存在:雄性个体触角更长,且头角(cephalic horns)发育,后者与某些雄性锯谷盗的上颚角的形态较为类似。

该发现代表一例典型的趋同现象,也是白垩纪中期缅甸琥珀中发现的首例甲虫雌雄异型化石记录,证明了森林生态系统中某些重要生态位在白垩纪中期已经被昆虫所利用,突显了早期与现代生态系统组成的相似性。

本项研究由中国科学院、国家自然科学基金委和第二次青藏高原综合科学考察项目的联合资助。

论文信息:Chenyang Cai*, Diying Huang, 2019. Sexual dimorphism in mid-Cretaceous silvanid beetles from northern Myanmar (Coleoptera, Silvanidae, Brontinae). Palaeoentomology 2(3), 289–296. 




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