一亿年前的蚂蚁大牙似镰刀还有角 为捕食猎物设下致命陷阱

来源:南京新闻网 发布时间:2020-08-10 04:41:03

  南京新闻网(记者史骏)蚂蚁是最成功的社会性昆虫,在现代陆地生态系统中扮演了重要角色。蚂蚁的起源和早期演化吸引了许多人的关注。一亿年前的蚂蚁长什么样,如何进行捕食?近期,中国科学院南京地质古生物研究所王博研究员团队与美国、法国科研人员合作,确认了黑帝斯蚁特化的“陷阱-大颚”式的捕食机制,并厘定了该类群的演化历史。8月6日晚,该研究成果在线发表于《当代生物学》杂志。

  王博介绍,2016年团队在白垩纪琥珀中发现了一类独角蚁(属于黑帝斯蚁)化石。该类蚂蚁具有一对镰刀状大牙(大颚);其唇基向上延长,在头上形成一个独特的“角”。此后,国际多个研究团队从缅甸琥珀中陆续发现了近十种独角蚁,引起了广泛关注。但该类蚂蚁是如何演化出来的?它们是如何利用大牙和角进行捕食的?这些问题一直是大家期待解开的谜团。

  这一次,研究团队对所有黑帝斯蚁头部进行形态解剖学分析,结合一枚特殊的捕食标本,从形态功能学上确认黑帝斯蚁采用的“陷阱-大颚”式捕食机制。“简单来说,这种蚂蚁头下方两个镰刀状的大牙是下放的,它头上的角有感觉毛,配合形成了一个天然陷阱。猎物碰到它角的瞬间,两个大牙便迅速抬起,把猎物夹住。”王博介绍说。

  研究团队建立了化石蚂蚁形态学数据库,并选取了46个灭绝和现生蚂蚁的代表类群进行系统发育分析。结果表明黑帝斯蚁(包括独角蚁)形成了一个很好的单系类群,可能是已知最原始的蚂蚁类群。所有黑帝斯蚁的角是同源的,但“延长的角”在黑帝斯蚁中独立演化了两次。

  研究团队进一步选取了112个现生和灭绝蚂蚁的代表类群进行了形态测度学分析,发现黑帝斯蚁与其他化石和现生蚂蚁类群明显不同,而且独角蚁不同类群也拥有差异巨大的头型(包括角和大颚),可能专门捕食不同的猎物。

  “我们的研究发现,独角蚁的大颚和角共同演化,形成了一套精密的耦合系统。独角蚁特化的捕食行为进一步驱动了该类群的辐射演化。”王博说。和恐龙同时代的独角蚁个头有多大?据介绍,作为最原始蚂蚁中的一种,它的个头并不大,和现在蚂蚁体型差不多。尽管独角蚁在白垩纪中期十分繁盛,但在白垩纪后期逐渐灭绝。研究人员推测,独角蚁个体战斗能力强,习惯“单兵作战”,而现代蚂蚁都是“集团作战”,强调分工协作,很有纪律性。在与现代蚂蚁种群的竞争中,独角蚁逐渐落入下风,最终与其他原始蚂蚁一起被更进步的现代蚂蚁类群取代。