中国科学家首次在缅甸琥珀内发现 1 亿年前的「甲虫粪便」，如何解读这一新发现，有什么意义？ 第1页

这次的新发现是对一份古老契约的见证

一直以来，科学家们都想要知道，最早的传粉行为是由哪种动物，以何种形式产生的，而发迹于二叠纪的鞘翅目甲虫一直是热门候选。在此之前，学界只保有四块内容物疑似为传粉昆虫的琥珀化石，都是以花粉围绕着昆虫的形式被埋藏的

然而仅凭花粉和昆虫出现在一起就认定它们的关系还是太过武断了：现有的化石记录多是琥珀，而琥珀本就是植物的分泌物形成的，花粉混进分泌物里是常有的事，尤其考虑到当时的很多植物可能是让花粉随风飘散传播的风媒花，学界一直没能坐实这些甲虫是否真的已经开始担任传粉者的角色

另一方面，最早在三叠纪中期形成的粪化石中，我们就已经发现了苏铁的花粉，而后其他时期的植物琥珀也常常夹杂着各种含有花粉的粪化石，但是制造这些粪便的动物的身份一直是个迷。我们一直缺少一个决定性的证据，把两者连接成完整的证据链

而这次发现的琥珀化石可能就是那缺失的一环

说说这琥珀何德何能有此殊荣。首先，琥珀中的花粉是环绕甲虫分布的。如果是风媒花的花粉，在琥珀中应当是随机分部，而这种以甲虫为中心的分布说明它们很有可能是甲虫身上掉落的花粉；进一步的，扫描结果显示这种甲虫拥有尚不发达的携粉构造——生于腹部和腿部的刚毛。我们甚至在腹部找到了三颗花粉粒

其次，琥珀是凝固的植物分泌物，一块琥珀的不同部分凝结的先后顺序可能不同，所以琥珀中封装的各种化石也可能是在不同的时期被包裹进去的。但这颗琥珀中的粪化石和甲虫都处在同一水平面上，说明两者当时是在同一时间被封入树脂内部

然而说了这么多，旁边也洒了身上也沾了，但还不够！谁知道这甲虫是不是只是偶然蹭了蹭不吃下去。最后的证据来自粪化石本身，上面残留的花粉粒相当完整——在已知的授粉节肢动物中，现存的蝶、蝇、蝽和蓟马吃的都是流食，无法咽下整颗的花粉；而对于小型多足类、螨虫和弹尾虫而言，这粪便只怕是有它们身体的几倍大

蜂类或许是个答案，然而目前还没有化石记录表明白垩纪中期有授粉蜂类。最后留下的只有甲虫，只有它们会吞下整块花粉（如果你认为这些粪化石对于甲虫而言还是太长了，一些甲虫的粪便长度可以达到身长的一半）。就这样，我们第一次获得了白垩纪中期的昆虫会食用及传播花粉的直接证据。这只甲虫被起名为Pelretes vivificus，属名和种加词在拉丁语中意为“花粉”和“赋予新生者”，就让我们暂且叫它“赋生授粉甲”吧

看到这里可能有读者一句“就这？”要说出口了，还有的读者可能对开头那个煞有介事的“契约”耿耿于怀，那化石对学界的意义说完了，咱们来说说这背后的故事和我们有什么关系

如果你是一名古生物爱好者，那想必你已经听说过了“白垩纪陆地革命”（Cretaceous Terrestrial Revolution，KTR）。在中晚期的白垩纪(125-80mya)，被子植物、哺乳类、昆虫及爬行类(包括古代鸟类)突然经历了爆发式的辐射演化，整个陆地生态系统的面貌都被重塑，此间诞生的许多新类群一直延续到了今天。而与革命相伴甚至可能直接促成这次革命的，是动植物之间关系的重大转变，陆地生态系统中万众瞩目的两支力量，在亿万年的死斗后首次和解，缔结下一份伟大的契约

这份契约的核心，是陆地植物从泥盆纪开始就苦苦探索，最终以侏罗纪被子植物诞生宣告大成的进化结晶：花和果实。在这之前，动物能吃进嘴里的东西，要么披坚执锐，要么味同嚼蜡，要么膘肥体壮却跑得快打得狠；而植物因为无法运动，只能被动承受一帮牙尖嘴利脑满肠肥满地乱跑的肉袋子的摧残，同时它们的后代也无法散播到很远的地方，因此常常要落入老子和小子抢地盘的尴尬境地

花和果实的出现改变了这一切：在动物看来，富含蛋白质的花粉粒和浓缩了糖分的花蜜和果实，使以往花费大把时光与精力，乃至抱着性命之忧才能收集到的养分突然琳琅满目俯拾即是；对植物而言，繁殖突然不再是一命二运三风水的豪赌，肉袋子们一日千里的运动能力从此为我所用。授粉与播种是自然界的自贸协议，数不尽的种族相继加入这演化史上最盛大的交易

这份契约是如此的牢固，纵使那颗不期而至的天外灾星烧光了天上地下的三分之一，令整个中生代轰然落幕，两大家族的幸存者们也将它铭记在基因深处，步入了满目疮痍的新生代；这份契约甚至可能是点燃智慧的火种，新生代陆地生态系统中的三个智慧种族：膜翅目、鹦雀总目和灵长目，在演化史上都从中受益良多

^[1]

参考

1. ^ https://www.nature.com/articles/s41477-021-00893-2

谢邀，人在南古所，走出蔡老师办公室，奋笔回答！解答和便便一样“香”哦【坏笑】~

解读缅甸琥珀1亿年前甲虫化石的新发现

地球，这颗神秘而迷人的星球，是各种生命的“伊甸园”。在地球46亿年的历史中，海洋生命诞生于距今38亿年前并演化至今，而陆上高等植物只是在距今4.3亿年前才出现。科学家发现，生物登陆的历史是由植物率先开始的，这一过程十分漫长、曲折。随着植物向内陆深处扩散，原本十分荒凉的大地开始泛绿，生物圈最终覆盖了地球整个表面。

被子植物（也称开花植物）在陆地生态系统中占绝对的主导地位。为了繁衍后代，它们想方设法地抱各种大腿，依靠外力的帮助，把花粉传布到其他花的柱头上去，经过受精之后孕育胚，产生下一代，完成传宗接代的生活使命。传送花粉的媒介各种各样，最为普遍、最重要的还是风和形形色色的昆虫。那么昆虫为何会“无缘无故”来为植物的花朵传授粉呢？当然啦，昆虫们真正的目的还是来蹭饭的。

传粉昆虫为植物们牵线搭桥做月老，而植物们也为其生存提供所必须的营养，可谓是唇齿相依，两者的合作是达成共赢的。然而，目前人们对被子植物的虫媒传粉模式的起源仍知之甚少，且有助于阐释被子植物传粉起源的化石证据更是极其罕见。

在众多昆虫中，甲虫是自然界中种类最多、分布广泛、适应性强的一类昆虫，有着漫长的演化历史，因而常被认为是被子植物最早的传粉者。在白垩纪，甲虫和被子植物之间密切的关系也进一步促进了这两大类群的辐射与演化，这一关系从化石证据的发现中得到了证明。

2016年，中国科学院南京地质古生物研究所研究团队在缅甸琥珀中发现腹部中保存有大量紫树花粉的二叠啮虫，从而首次揭示了白垩纪中期昆虫与高等被子植物的传粉关系。2018年，南京古生物所蔡晨阳在缅甸琥珀中发现了一类独特的扁甲及其取食的苏铁（俗称铁树，裸子植物）花粉，证明了甲虫与苏铁之间传粉关系的建立不晚于侏罗纪早期，远早于被子植物及其传粉者的起源和兴盛。2019年，南京古生物所的王博研究团队在缅甸琥珀中发现了携带大量高等被子植物花粉的原始花蚤，进而揭示了早期真双子叶植物的虫媒传粉机制，并表明真双子叶植物的虫媒传粉机制已于1亿年前出现。

但目前发现甲虫传粉的化石证据大都基于传粉昆虫与花粉粒保存在一起，或是基于与传粉相适应的形态特征，再或是根据以花粉为食的现生类型加以推测，使得解释甲虫和早期被子植物相互作用的化石记录仍具有一定的不确定性。

说了这么多，重点终于来了！！！！

十年来，通过对大量中生代甲虫化石系统的收集和不懈的研究，研究人员蔡晨阳、黄迪颖终于在在白垩纪中期缅甸琥珀（距今约9900万年前）中发现了一枚极其罕见且保存精美的甲虫化石。

该枚甲虫化石经鉴定，为短翅花甲科（Kateretidae）的1新属1新种，即新生粉花甲（Pelretes vivificus）（请不要看成花甲粉~）。

短翅花甲科是鞘翅目扁甲总科中一个较小的科，已描述14个现生属、约95种，主要分布在温带和亚热带地区。其幼虫和成虫都是食花的（anthophagous），也即是，在交配期和产卵期成虫是专一的访花者（只访问同科的花），其他时间可以访问多种花；而幼虫的食花专一性很强，同属的甲虫只访问同属或几个近缘属的花。

该枚琥珀中发现的新生粉花甲与现生类型十分相似，在其身体结构上进化出了与访花和取食花粉相适应的特征，如下颚须末端的感受器、跗节腹面用于攀附的柔毛以及腹部背面密布的可携带花粉的柔毛等。

此外，研究人员还在这枚甲虫的身体表面（腹部、腿部等）和虫体附近发现了许多高等被子植物的花粉和花粉簇。在对琥珀标本进一步打磨处理后，研究人员利用实体显微镜、生物荧光显微镜和激光共聚焦显微镜进行观察研究，发现甲虫被超过100枚花粉颗粒包围，甲虫附近有四个聚集而成的花粉簇。这些花粉属于典型的三沟型花粉，花粉颗粒呈椭圆形，直径约20 μm。经李丽琴鉴定，可归入化石形态属Tricolpopollenites （Tricolpopollenites属于真双子叶植物，与菊亚纲和蔷薇亚纲植物的花粉接近）中。植物花粉簇的形成表明，其很可能是一类虫媒植物，而风媒植物的花粉通常是以单粒的形式散播。

更为重要的是（划重点了！！！）

研究人员还首次在琥珀化石中发现了两枚三维保存的、由三沟型花粉（Tricolpopollenites）组成的长柱状粪便。其中最近的粪化石与甲虫的距离不到2 mm。通过对粪化石形状、大小、组分等综合研究，表明其与现生甲虫粪便和在植物化石中发现的甲虫粪便十分相似。正是这两枚甲虫粪便，让解释甲虫和早期被子植物相互作用的化石记录的不确定性变为了肯定。

真相只有一个

这两枚由大量花粉组成的甲虫粪便说明：甲虫把花粉吃下去之后，吸收了其中的营养，但因花粉壳比较硬，不能吸收便直接被拉出来了。通过分析，粪便里的花粉与甲虫身上的花粉和花粉簇是属于同一种花粉，即证实这种甲虫确实是吃花粉的。这为论证“白垩纪甲虫取食花粉”的观点提供了直接证据。

以上一系列证据表明，白垩纪中期甲虫与高等真双子叶植物之间已经建立了一直延续至今的传粉关系，同时也揭示白垩纪中期高等被子植物传粉甲虫的多样性，为研究现代陆地生态系统中昆虫与被子植物的协同演化关系的演化提供了关键例证。

相关成果于2021年4月12日在植物学顶级刊物《自然—植物》（Nature Plants）上以“长文（Articles）”形式在线发表。

完整解读可以点击下方链接：

参考文献：

Huang Diying, Bechly G., Nel P., Engel M. S., Prokop J., Azar D., Cai Chenyang, Kamp T. van de, Staniczek A., Garrouste R., Krogmann L., Rolo T. dos S., Baumbach T., Ohlhoff R., Shmakov A. S., Bourgoin T., Nel A., 2016: New fossil insect order Permopsocida elucidates major radiation and evolution of suction feeding in hemimetabolous insects (Hexapoda: Acercaria). Scientific Reports 6, 23004, https://doi.org/10.1038/srep23004.

Chenyang Cai*, Hermes E. Escalona, Liqin Li, Ziwei Yin, Diying Huang, Michael S. Engel (2018) Beetle pollination of cycads in the Mesozoic. Current Biology, https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.06.036.

Bao Tong, Wang Bo, Li Jianguo, Dilcher D. (2019) Pollination of Cretaceous flowers. PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1916186116.

Erik Tihelka, Liqin Li, Yanzhe Fu, Yitong Su, Diying Huang, Chenyang Cai* (2021) Angiosperm pollinivory in a Cretaceous beetle. Nature Plants, https://doi.org/10.1038/s41477-021-00893-2.

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