2020-08-07 14:09
华人号：文化百科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。而蚂蚁究竟是如何起源的呢？近几年，各国学者从白垩纪琥珀中发现了一系列的原始蚂蚁，专家们发现了远古蚂蚁外形很奇特，它们长着“大牙”，有的头上还有“角”……中国科学院南京地质古生物研究所昨天对外公布一项新成果。研究人员结合一枚正在捕食的蚂蚁标本，确认了这类原始蚂蚁“陷阱-大颚”式的捕食机制，并厘定了该类群的演化历史。
独角蚁复原图
一亿年前的蚂蚁长什么样
一对镰刀状大牙，头上还有一个“角”
蚂蚁是目前地球上数量最多的昆虫，起源于约1亿年前的白垩纪，曾与恐龙相伴。
在1亿年前(晚白垩世)酷热的欧亚大陆南部，一只“独角蚁”正匆匆独行。它有一对强有力的下颚，像身带利刃的剑客。不难想象，这位“大侠”曾令多少昆虫闻风丧胆。突然，它看到了猎物，就在这位大侠张开大嘴咬住猎物的那一瞬间，意外发生了：一大滴松柏类树木的树脂从天而降，瞬间将它包裹起来。这只“独角蚁”最后的挣扎成为大自然纪录片中完美的一帧。而琥珀中的身影被定格并保存下来，时至今日仍栩栩如生。
2016年，中国科学院南京地质古生物研究所王博研究员与法国科研人员在白垩纪琥珀中曾报道了一类“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。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？大家一直期待解开这些谜团。
显微镜下能看到捕食的过程 研究团队供图
一亿年前的蚂蚁如何捕食
“角”和“牙”相互配合，快、狠、准
王博研究员告诉记者，该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(包括独角蚁)采用的“陷阱-大颚”式捕食机制。“我们这篇论文主要涉及到这一类蚂蚁是如何演化过来的，以及它的大牙是如何运动的。”
王博说，“独角蚁”头上的“角”，可以配合着一起捕获猎物，这种独特的捕食方式在其他的蚂蚁身上是不存在的。专家说，这种新的捕食方式，也带动了独角蚁的演化。
我们可以设想一下“独角蚁”是如何捕获猎物的：它的独角和两只下颚构成了一个天然的陷阱，它的绝技就是将一对弯刀般的下颚悄悄靠近猎物下方，那长满感应毛的长角一旦触碰到猎物，下颚便迅速抬起，上下运动咬断猎物。
而当时蚂蚁的猎物是什么呢？专家从琥珀中推测，蟑螂等昆虫可能就是它的猎物了。
琥珀化石
黑帝斯蚁可能是已知最原始的蚂蚁类群
“蚂蚁是现代社会数量最多、对生态系统有重要作用的动物，对它社会性的研究还诞生了‘社会生物学’，对研究人类的社会发展也有启示。”王博研究员告诉记者，以对于蚂蚁的起源、其社会性的起源一直是古生物学家、生物学家和社会学家等感兴趣的话题。
据悉，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，发现黑帝斯蚁占据了一个独特的形态空间，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。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。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，并与其他原始蚂蚁一起被更进步的现代蚂蚁类群取代。
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