白堊紀(jì)中期緬甸琥珀中的塞氏顯頭拳甲

緬甸琥珀中的上野氏球胸拳甲

化石和現(xiàn)生顯頭拳甲屬和球胸拳甲屬的地理分布圖
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所：鞘翅目昆蟲（俗稱甲蟲）包括常見的瓢蟲、象鼻蟲、琥珀化停金龜子等，揭示甲蟲是形地理動物界中生物多樣性最高的類群。甲蟲種類各異、態(tài)演形態(tài)多樣、滯和無處不在，生物在陸地生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的緬甸角色。現(xiàn)生鞘翅目可以分為四個亞目，琥珀化停其中多食亞目是揭示甲蟲種類最為豐富的一類。然而，形地理人們對多食亞目的態(tài)演早期支系的演化歷史知之甚少。有助于闡釋多食亞目早期演化歷史的滯和直接化石證據(jù)極其罕見。
近日，生物中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所蔡晨陽研究團(tuán)隊通過對緬甸琥珀中大量的緬甸甲蟲化石進(jìn)行系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了兩類獨特的拳甲科昆蟲化石。它們形態(tài)特征保存精美，綜合對比現(xiàn)生近緣屬種，證明了多食亞目演化歷史漫長，揭示了拳甲科長期形態(tài)演化停滯現(xiàn)象，并對理解現(xiàn)代的拳甲科生物地理分布具有重要意義。該研究于2019年1月16日在線發(fā)表于英國《皇家學(xué)會會刊—B輯》（Proceedings B）上。
一直以來，多食亞目的演化歷史的研究絕大部分集中在較進(jìn)化的“核心多食亞目（core Polyphaga）”，而對位于多食亞目系統(tǒng)樹基部的支系（包括拳甲科在內(nèi)的5個現(xiàn)生科）的研究甚少。近五年，南京古生物所“現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)起源與早期演化研究團(tuán)隊”的蔡晨陽副研究員和黃迪穎研究員對大量緬甸琥珀昆蟲化石進(jìn)行系統(tǒng)地收集和研究，并與澳大利亞、日本、新西蘭、美國以及國內(nèi)上海師范大學(xué)等同行合作，發(fā)現(xiàn)兩個形態(tài)特征鮮明的拳甲科（Clambidae）新種。通過形態(tài)描述、古今對比和生物地理分析等綜合研究，證明了現(xiàn)生某些拳甲是“活化石”，緬甸琥珀中新發(fā)現(xiàn)的兩種拳甲具有重要的生物地理學(xué)意義。
拳甲科是多食亞目中一個小類群，現(xiàn)生5屬，約150種，其體型較小，全球廣布。成蟲常見于腐木，腐敗的植物或落葉層中。拳甲化石十分罕見，目前僅有兩例化石報道，均發(fā)現(xiàn)于琥珀中。最早的拳甲（Eoclambus rugidorsum Kirejtshuk and Azar）報道于白堊紀(jì)早期的黎巴嫩琥珀，而另一種（Clambus helheimricus Alekseev）來自始新世波羅的海琥珀。
蔡晨陽等人最近從白堊紀(jì)中期（距今約1億年）發(fā)現(xiàn)5枚保存精美的拳甲化石，其中1枚副模標(biāo)本由日本合作者山本周平（Shuhei Yamamoto）提供。新發(fā)現(xiàn)的5枚標(biāo)本可分為2個種，在形態(tài)上與現(xiàn)生類型極其相似，都能夠很好地歸入現(xiàn)生屬，即顯頭拳甲屬（Acalyptomerus）和球胸拳甲屬（Sphaerothorax）。其中塞氏顯頭拳甲（Acalyptomerus thayerae Cai and Lawrence, 2019）體長約1.05–1.15 mm，與現(xiàn)代分布于中美洲和南美洲北部的赫氏顯頭拳甲（A. herbertfranzi）最為相似；上野氏球胸拳甲（Sphaerothorax uenoi Cai and Lawrence, 2019）體長僅0.71 mm，與現(xiàn)代分布于澳大利亞、新西蘭和智利等南半球假山毛櫸（Nothofagus）森林中的現(xiàn)生類型極其相似。
極其類似的形態(tài)特征直接證明了這兩個現(xiàn)生屬存在長期演化停滯現(xiàn)象，而長期保持不變的森林濕生環(huán)境可能是形態(tài)演化緩慢的重要原因。緬甸琥珀中兩個拳甲化石種的發(fā)現(xiàn)揭示了該屬演化歷史，起源不晚于白堊紀(jì)中期，并在當(dāng)時分布較當(dāng)今更為廣泛?，F(xiàn)生類型的分布模式很可能屬于孑遺分布。
此外，經(jīng)過形態(tài)對比研究發(fā)現(xiàn)，由俄羅斯學(xué)者建立的隱翅蟲總科的Ptismidae科（含1屬種：Ptisma zasukhae Kirejtshuk and Azar）應(yīng)該是拳甲科的晚出同物異名。老種的并入以及緬甸琥珀的新發(fā)現(xiàn)證明了拳甲科的物種多樣性和形態(tài)分異度在白堊紀(jì)中期已經(jīng)很高。
本項研究由中國科學(xué)院，國家科技部、國家自然科學(xué)基金委和江蘇省自然科學(xué)基金委聯(lián)合資助。
論文信息：Cai C*, Lawrence JF, Yamamoto S, Leschen RAB, Newton AF, Slipinski A, Yin Z, Huang D, Engel MS. 2019. Basal polyphagan beetles in mid-Cretaceous amber from Myanmar: biogeographic implications and long-term morphological stasis. Proc. R. Soc. B, 20182175. DOI:10.1098/rspb.2018.2175

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