化石树叶上的进食痕迹有助于研究人员识别导致巨大食草动物多样性的因素 _化石

来自新生代化石记录的植物-食草动物的相互作用。(A)植物-食草动物相互作用的元网络，基于21个化石植物区系的10，714片受损叶子。彩色条代表宿主植物和食草动物的总相互作用频率。十个最丰富的植物目被标记出来。灰色线条表示成对交互，更频繁的交互更粗，透明度更低。损害类型的例子:(a和B)主要由蛾类产生的地雷；(c和d)主要由瘿蚊产生的瘿；(e–h)外部叶饲，包括洞饲、边缘饲、表面饲和骨骼化；(I)内生产卵；(j)原位保存有甲介壳虫。比例尺:10毫米。(C)所有食草动物(黑色)、外部食草动物(紫色)和内部食草动物(蓝色)的损害类型多样性、宿主多样性和宿主划分的时间趋势。注意y轴上的log2刻度。数据表示平均值SEM 。前景中的点是每个时间仓的聚集数据；背景中的灰色点是未聚合的原始数据。鸣谢:美国国家科学院院刊(2023) 。DOI:10.1073/PNAS 。56676.86868686666
据森肯伯格研究所和自然历史博物馆：来自黑森州达姆施塔特博物馆和法兰克福森肯伯格生物多样性和气候研究中心的研究人员发现了决定食草昆虫巨大多样性的因素。
在他们发表在《PNAS》杂志上的研究中，他们表明食草昆虫的多样性在过去的6000万年中主要是通过共享食用植物而进化的。这些结果是基于对节肢动物在超过45，000片化石叶子上留下的进食痕迹的分析。
食草昆虫是地球上最多样化的多细胞生物。它们的口器和进食方式的多样性也证明了高度的多样性:例如，有毛毛虫或甲虫用它们强有力的颚状口器咀嚼树叶，有虫子和蚜虫刺穿植物吸取它们的汁液，或者有动物刺激植物形成虫瘿——一种过度的组织生长——它们可以在其中发育和进食，免受敌人的伤害。
“这种昆虫的进食痕迹在化石叶子上也清晰可见。它们可以帮助我们识别导致食草昆虫巨大多样性的因素， ”法兰克福森肯伯格生物多样性和气候研究中心的rg Albrecht博士解释道。
Albrecht与达姆施塔特黑森州博物馆的Torsten Wappler教授和其他森肯伯格研究人员一起，对来自中欧、冰岛和挪威16个地点的436种植物的47064片化石叶子进行了分类，并检查了它们是否有昆虫留下的进食痕迹。
“我们研究的化石几乎涵盖了整个新生代，即距今6600万年至200万年之间的时期。此外，树叶化石来源于各种气候——从亚热带到海洋性到潮湿的大陆性气候，”瓦普勒解释道。
研究小组检查了每一片保存完好的化石叶子，寻找昆虫进食的迹象。超过五分之一的被研究的叶子显示了相应的痕迹。
“根据这些数据，我们可以表明，在早期地质历史中，食用植物已经被各种食草昆虫所利用。此外，对进食痕迹的详细评估表明，不同植食性昆虫群体对植物物种的共同利用对其功能多样性的贡献——就其进食模式而言——是食用植物本身物种多样性的两倍， ”Albrecht说。
根据作者的说法，这些结果因此为昆虫多样性的起源提供了新的见解，并表明许多特化昆虫物种在同一植物物种上的共现是推动食草昆虫功能多样性的主要因素。
Albrecht补充说，“当不同的昆虫物种分享一种食用植物物种时，它们也必须适应它们的饮食和进食模式，以避免彼此之间的直接竞争。几百万年来，这导致了令人难以置信的口器多样性的出现，并最终导致了物种的出现。”这项研究的发现反映在今天的热带森林中，在那里，大多数食草昆虫物种专门捕食特定的植物家族，而这些植物家族又为各种昆虫物种提供食物。
“我们的研究强调，化石记录可以用来检验关于生物多样性起源的基本理论。我们的研究结果也是一个重要的基准，用于确定决定当代生态系统中食草昆虫多样性的因素，”瓦普勒总结道。