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誰見過最早的鐵樹開花?史詩級的蘇鐵傳粉者「侏儸古澳洲蕈蟲」

  • 文/蕭昀、劉振華

古人有云:「鐵樹開花水倒流」,由於鐵樹開花非常罕見,要親眼目睹十分不易,因此就用鐵樹開花來比喻極不可能、等不到的事;而這句中所提到的鐵樹,指的其實就是蘇鐵(Cycas)這種雌雄異株的植物呢!蘇鐵又稱鳳尾蕉、鳳尾松、避火樹,而樹齡 10 年以上的蘇鐵才會長出雄球花及雌球花,並透過風或昆蟲來傳播花粉。

由於樹齡 10 年以上的蘇鐵才會長出雄球花及雌球花,因此鐵樹開花被用來比喻極不可能,等不到的事。

可愛的象鼻蟲就是鐵樹開花的見證蟲?

在侏儸紀的陸地上,除了龐然橫行的恐龍們,還有著蓊鬱的裸子植物森林,蘇鐵在此時也相當繁盛,可說是「鐵樹時代」。現生蘇鐵的傳粉蟲媒主要為甲蟲(鞘翅目),有些種類也會靠薊馬(纓翅目)傳粉,而在為蘇鐵傳粉的甲蟲類群中,最重要的類群則為象鼻蟲總科的成員;蘇鐵與象鼻蟲的合作關係可能起源於中生代,同時,中生代也有出土一些象鼻蟲化石。

「中生代的蘇鐵就是藉由這些象鼻蟲傳粉」這個論述看起來十分理所當然,對不對?不過如果就這樣文畢結束收工回家了話,那呃呃我……我覺得不行,我覺得很普通,且事實上,科學家們在仔細檢查了這些中生代的象鼻蟲化石種類、和對象鼻蟲總科物種進行類群起源時間的定年後,他們也覺得不行。

首先呢,這些中生代的象鼻蟲種類所屬的類群 (毛象鼻蟲科),實際上在現生的種類中有許多物種是與許多風媒裸子植物伴生,而那些現今為蘇鐵傳粉的象鼻蟲類群,則被認為是起源於白堊紀早期的。另外,根據對蘇鐵類植物的分子定年,則發現:現生的蘇鐵起源於新生代中新世。由於中生代晚期有著名的白堊紀-第三紀滅絕事件,生物面臨大規模滅絕,因此現今的蘇鐵授粉象鼻蟲類群有可能也其實是晚近才興起的。

象鼻蟲為昆蟲中物種、生態最為多樣化的類群之一,科學家認為現今的為蘇鐵授粉的象鼻蟲類群可能是晚近才興起的而非中生代。圖/蕭昀 攝。

蘇鐵的原始夥伴原來另有其人

那麼,到底是什麼樣的蟲子為中生代的蘇鐵傳播花粉呢?一件來自中國大陸內蒙古自治區的道虎溝村的甲蟲化石標本,讓科學家們似乎找到了答案。

內蒙古道虎溝化石層生物群出土了相當多的特殊化石昆蟲物種。此為媧皇始源大花蚤 Archaeoripiphorus nuwa,是目前已知最古老的大花蚤科化石紀錄。

澳洲蕈蟲科(Boganiidae)是一群相當小型且鮮為人知的冷門甲蟲,牠們的大顎基部有著剛毛窩,雖然目前尚未知這些毛窩的功能,不過被推測可能有著貯菌器的功能,可攜帶孢子或微生物至適合居住的新棲地進行拓殖。目前僅發現記述有 6 屬、15 個現生物種,牠們分布於澳洲、新喀里多尼亞和南非。

雖然多數種類為被子植物傳粉,昆蟲學家後來發現:分布於澳洲和南非的種類皆會取食蘇鐵花粉並在雄毬果發育,其中有趣的是,這兩相距甚遠的遠親所取食的蘇鐵種類親緣竟相當接近,昆蟲學家更進一步推論:澳洲蕈蟲與蘇鐵間交互關係,可能早於中生代岡瓦那大陸尚未分裂之時就已經被建立了。

現生的澳洲蕈蟲科成員,圖為 Paracucujus rostratus。圖/劉振華 攝。

侏儸古澳洲蕈蟲化石出土,演化譜系再添新章

內蒙古道虎溝化石層生物群(九龍山組,中侏儸世,約 1.65 億年前)出土了相當多的昆蟲化石,是古昆蟲學研究材料的寶庫。

2017 年 4 月,來自中國廣州中山大學、澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)和北京首都師範大學的跨國科研團隊於該化石群發現了澳洲蕈蟲科的物種,描述並命名為侏儸古澳洲蕈蟲 Palaeoboganium jurassicum,這是已知澳洲蕈蟲科年代最早的化石紀錄。

澳洲蕈蟲科 Palaeoboganium jurassicum 是已知澳洲蕈蟲科年代最早的化石紀錄,約為1.65億年前的中侏儸世。圖/Liu Z., Ślipiński A., Lawrence J.F., Ren D. & Pang H. @Journal of Systematic Palaeontology

這項發現有著重要的演化意義。首先,這個發現印證了本科物種的確已經存在於中生代,且顯然本類群的分布格局比我們現今所知還要來得廣闊;再者,根據作者們的親緣譜系分析,這個物種與為蘇鐵花粉授粉的似扁蟲屬Paracucujus 親緣關係上相當接近,輔助佐證侏儸古澳洲蕈蟲很有可能就是當時蘇鐵類植物的授粉昆蟲。

這項研究成果於今年 4 月 4 日線上刊載於古生物學領域國際期刊【系統古生物學期刊】(Journal of Systematic Palaeontology)。

參考文獻:

Liu Z., Ślipiński A., Lawrence J.F., Ren D. & Pang H. 2017. Palaeoboganium gen. nov. from the Middle Jurassic of China (Coleoptera: Cucujoidea: Boganiidae): the first cycad pollinators? Journal of Systematic Palaeontology (Published online). Doi: https://doi.org/10.1080/14772019.2017.1304459

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關於作者

蕭 昀

澳洲國立大學生物學研究院博士生,國立臺灣大學昆蟲學系學士,中研院臺灣生命大百科(TaiEOL)編輯人員、泛科學專欄作者,曾任科博館昆蟲學組蒐藏助理。研究興趣為鞘翅目(甲蟲)系統分類學和古昆蟲學,聚焦菊虎科(Cantharidae)、長扁朽木蟲科(Synchroidae)、擬步總科(Tenebrionoidea)等,不時發現命名新物種,研究論文發表散見於國內外學術期刊 。因為即將要去澳洲攻讀博士所以持續焦慮中。