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中新網南京7月18日電(記者 楊顏慈)記者18日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉,該所科研人員與美、英同行等合作,通過16塊緬甸克欽琥珀(約1億年前)中索線蟲及其寄主的標本開展研究,進而揭示了線蟲寄生行為的早期演化歷史。
相關成果于近日發表在Nature Index(NI)期刊eLife。
昆蟲被索線蟲寄生。南古所 供圖
線蟲廣泛分布于幾乎所有的表層環境中,但由于體型小,無硬質結構,其化石記錄極為稀少。索線蟲是一類特殊的線蟲,和其它線蟲相比,索線蟲體型大,琥珀中有不少索線蟲及其寄主共同保存的化石。
科研人員介紹,索線蟲主要寄生于各類無脊椎動物,如昆蟲、馬陸、蜘蛛、甲殼動物、軟體動物和環節動物等。它們可以改變寄主的形態、生理特征甚至操控寄主的行為。在索線蟲發育成熟離開寄主之后,寄主通常會死亡,因此索線蟲被認為是一種可靠的生物防治工具,尤其是可以用來防治傳播瘧疾的蚊子。
此次研究發現16塊與其寄主共同保存的索線蟲標本包含了9個索線蟲新種,將索線蟲在白堊紀的物種多樣性翻了3倍多。
研究表明,索線蟲的寄生行為在白堊紀就已經廣泛出現,可能已經起到了調節昆蟲種群數量的作用,并在陸地生態系統中扮演了重要角色。
同時,研究發現這16塊緬甸克欽琥珀索線蟲標本中有12塊標本中的寄主種類是之前未知的。不論是在現代記錄還是化石記錄中,都沒有線蟲寄生石蛃(一類原始的無翅昆蟲)的報道,但此次研究化石中記錄了一枚索線蟲寄生石蛃目昆蟲標本。
與之類似,之前從來沒有索線蟲寄生嚙蟲(俗稱書虱)的例子,但在緬甸克欽琥珀中卻發現了三枚標本,這表明白堊紀嚙蟲可能被索線蟲廣泛寄生。孔瓢蠟蟬是一類已經滅絕的蠟蟬,也有兩枚標本被索線蟲寄生,這也是蠟蟬被線蟲寄生最古老的記錄。
同時,研究人員發現索線蟲還寄生了蜻蜓(蜻蜓目)、蠼螋(革翅目)、蟋蟀(直翅目)和蟑螂(蜚蠊目),這四個昆蟲類群會被現代的索線蟲寄生,但在化石中是首次發現。
另外,本研究還發現在白堊紀中期的緬甸克欽琥珀中,被索線蟲寄生的9個昆蟲目中只有1個目屬于全變態類昆蟲(全變態類昆蟲是經過完全變態發育的昆蟲類群,一生有卵、幼蟲、蛹和成蟲四個蟲期)。
通過進一步統計之前所有的線蟲的化石記錄,研究發現相同的情況不只出現在索線蟲中,也出現在整個線蟲類群中。
在白堊紀中期的克欽琥珀中,只有大約40%的寄主屬于全變態類,但是到了新生代的波羅的海和多米尼加琥珀,80%的寄主都屬于全變態類。全變態類昆蟲在白堊紀時期已經是占絕對優勢的昆蟲類群,它們也是現生線蟲最主要的寄主。