Basiceros enana的显微照片,这是一种新发现的已灭绝的土蚁物种,保存在多米尼加琥珀中,由数百万年前石化的树脂形成。图片来源:uux.cn/Gianpiero Fiorentino(NJIT)
(神秘的地球uux.cn)据新泽西理工学院(Jesse Jenkins):哪里有污垢,哪里就一定有蚂蚁,但有一个特殊的群体非常善于与地面融为一体,他们把“土蚁”(Basiceros)这个名字都据为己有。
现在,一块古老的化石显示,这些难以捉摸的蚂蚁在其整个历史中看到了比科学家以前意识到的更多的地球污垢。
在《英国皇家学会学报B》发表的研究结果中,由新泽西理工学院(NJIT)生物学家领导的一个团队报告了从加勒比海发现的第一块Basiceros泥蚁化石,保存在多米尼加共和国1600万年前的琥珀中。
研究人员表示,成年工蚁化石——一种新发现的物种,其体型明显小于其现代近亲,名为Basiceros enana——现在提供了直接证据,表明这种神秘的蚂蚁群曾栖息于加勒比海岛屿,然后在中新世(2300万至530万年前)的某个时候发生了局部灭绝。
该研究的通讯作者、NJIT巴登实验室的博士生Gianpiero Fiorentino说:“土蚁在野外是罕见的发现。考虑到它们隐藏得很好,今天发现一只土蚁是令人兴奋的,但被捕获在琥珀中,就像发现了一颗钻石。”“这块化石与其所有现代亲属截然不同,重塑了Basiceros的进化历史。”
到目前为止,Basiceros蚂蚁——最出名的是它们能够用身体上特殊的颗粒结合毛在泥土中伪装自己——只为从哥斯达黎加延伸到巴西南部的新热带雨林所知。虽然该属目前共有9个现存物种,但这一意外的化石发现引发了关于蚂蚁群如何到达其现今栖息地的新问题。
该论文的资深作者、新泽西理工学院生物学副教授菲尔·巴登说:“通常,谱系会有相当简单的生物地理历史。如果你发现一组只生活在南美洲直到哥斯达黎加的动物,你真的没有理由期望它们的早期亲属生活在加勒比海。”。“这样的化石突显了活物种的分布如何掩盖我们星球上生命的复杂进化历史。”
为了探索Basiceros历史中这一隐藏已久的篇章,该团队在NJIT和日本冲绳科学技术研究所研究生大学应用了先进的成像和3D重建技术,详细捕捉了Basiceros enana。Fiorentino解释说:“微CT扫描的使用确实放大了这项研究,使我们能够捕捉到几乎不可能看到的特征。”。
他们将标本的物理特征与所有已知的现代土蚁物种进行了比较,并进行了分子定年分析,以追踪其进化谱系。巴登说:“因为琥珀在三维空间中保存了整个生物体,我们甚至可以从一只微小的蚂蚁身上提取大量数据。”。
Basiceros enana长5.13毫米,比它的现代近亲要小得多,后者的长度可达近9毫米,使加勒比物种成为整个谱系中已知的最小物种。
Fiorentino解释说:“我们的研究结果表明,这些蚂蚁的胚胎发育相对较快。”。“在2000万年的时间里,它们的体型几乎翻了一番。之前的假设表明,这些蚂蚁的祖先很大,随着时间的推移会缩小,所以这颠覆了这一点,真正说明了化石对理解一个谱系的进化有多重要。”
然而,Basiceros enana也提出,至少在1600万年前,一些使现代土蚁对其环境中的捕食者和猎物几乎看不见的适应能力(一种称为crypsis的能力)就已经存在了。
CT扫描数据中多米尼加琥珀中保存的Basiceros enana的艺术再现。蚂蚁的腿和头上覆盖着黄色的特殊毛发,用于拾取污垢。图片来源:uux.cn/Gianpiero Fiorentino(NJIT)
这些特征包括两层专门的毛发(或刚毛),用于将土壤和落叶颗粒粘附在它们的身体上:较长的直立“刷毛”和较短的紧贴“保持毛”,将颗粒捕获在其外骨骼或角质层上。
菲奥伦蒂诺说:“这表明装死和躲藏是有回报的。”。“发现这样一种独特的化石有助于我们了解生物体可能已经采用这种策略多久了,尽管这些特征的存在并不一定保证它们以这种方式行事。”
这种化石蚂蚁还具有其他独特的形态特征,如今天的土蚁,包括上翘的前牙脊、梯形的头部结构,以及具有12颗三角形牙齿的下颌等掠食性特征。
尽管有这些特殊的适应,但在中新世的重大生态变化中,古加勒比土蚁最终从该地区消失了。
巴登说:“多米尼加琥珀中存在Basiceros表明,古代陆桥可能为这些蚂蚁从大陆穿越到加勒比海提供了途径。”。“这块化石是一个更大的谜题的一部分,它将帮助我们理解为什么一些生物群体会灭绝,而另一些则会持续数百万年。”
Fiorentino说:“它们的灭绝可能归因于可用生态位的丧失或种间竞争。这些蚂蚁是捕食者,我们从加勒比海看到的总体趋势是捕食者蚂蚁多样性的丧失。”。自多米尼加琥珀形成以来,现代多米尼加共和国岛上超过三分之一的蚂蚁属已经灭绝。
“了解是什么导致了这种局部灭绝模式,对于缓解现代人类驱动的灭绝和保护生物多样性至关重要。”
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