1.3亿年前“僵尸蚂蚁”现身!
1.3亿年前“僵尸蚂蚁”现身!
1.3亿年前“僵尸蚂蚁”现身!你见过冬虫夏草(xiàcǎo)吗?冬虫夏草学名叫做(jiàozuò)“中华线虫草”,其实是一种寄生(jìshēng)蝙蝠蛾幼虫的真菌。冬天,真菌在幼虫体内生长,幼虫爬到地表死亡变成“冬虫”;夏天,真菌从虫体钻出,长出棒状子实体,露出地面(dìmiàn)像根枯草,故称“夏草”。
“中华线虫草”所属的线虫草属真菌不仅可以寄生蝙蝠蛾(é)幼虫,还可以寄生各类昆虫(kūnchóng)、蜘蛛(zhīzhū)等节肢动物,产生各种各样的“虫草”。在线虫草属的300多个物种中,近三分之一专门寄生蚂蚁。
部分线虫草能够入侵蚂蚁的肌肉系统,操控蚂蚁的行为,驱使(qūshǐ)蚂蚁爬上(shàng)高处传播真菌孢子。此时的蚂蚁已完全变成这类线虫草的傀儡,因此,又被称为“僵尸蚂蚁”。虽然在现代陆地生态系统中,线虫草的种类多样且生态复杂(fùzá),广布全球。但由于线虫草化石证据(zhèngjù)的匮乏,人们(rénmen)对其起源,尤其是线虫草与昆虫的协同演化关系知之甚少。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所联培(liánpéi)博士生庄宇辉和博士生罗慈航在研究员王博的(de)指导下,与国内外(guónèiwài)研究团队合作,对缅甸克钦琥珀(约1亿年前)中被线虫草(cǎo)感染的蚂蚁和蝇(yíng)类化石开展深入研究,揭示了线虫草的早期演化历史(lìshǐ),为探索真菌与昆虫的协同演化提供了重要的证据。相关研究成果于北京时间6月11日在线发表在英国《皇家学会会刊B辑》。
白垩纪时期蚂蚁、蝇类与古(gǔ)线虫草的古生态重建图。中国科学院南京地质古生物(gǔshēngwù)研究所画师杨定华绘制
真菌因(yīn)缺乏硬质结构,极易腐烂,保存为化石的难度极大。而寄生动物的真菌化石更是罕见。本次(běncì)研究报道的两枚感染昆虫的线虫(xiànchóng)草化石“古蚁古线虫草”和“塔蝇古线虫草”,完整保存了真菌形态结构,可直接与现生种类(zhǒnglèi)对比。
古蚁(gǔyǐ)古线虫草的(de)光学显微镜图像(a)与(yǔ)Micro-CT三维重建图像(d–e, i, j),以及与现生线虫草的形态对比(f–h, k)
借助显微CT等高分辨率分析方法细致观察,科研人员发现,“古蚁(gǔyǐ)古线虫草”和“塔蝇古线虫草” 两枚线虫草化石可以被归入线虫草属的白垩纪基干(jīgàn)类群,是线虫草寄生膜翅目(蚂蚁)和双翅目(蝇类)昆虫(kūnchóng)的最早(zuìzǎo)化石记录。
塔蝇古线虫草的(de)光学显微镜图像(a–e),以及与现生(xiànshēng)线虫草的形态对比(f–h)
本次研究(yánjiū)报道的古蚁古线虫(xiànchóng)草化石,是迄今为止全球首个(shǒugè)关于线虫草寄生蚂蚁幼虫的记录。这枚被感染的蚁蛹化石表明当时的工蚁已具备存在育幼行为:工蚁通过交哺(jiāobǔ)作用将潜在的真菌孢子传染给幼虫;当工蚁发现幼虫患病后,会将其遗弃出巢,避免群体感染。该化石的发现也(yě)表明,当时的原始蚂蚁已具备真社会性(shèhuìxìng)特征,形成了类似现代蚂蚁高度分工的“蚂蚁社会”。
在此基础上,科研人员收集并整理了120个(gè)现生线虫草的基因数据,重建了线虫草内部各类群的系统发育关系,同时修正(xiūzhèng)了其起源(qǐyuán)时间。结果显示,线虫草的起源时间应为1.3亿年左右的白垩纪早期,较学界(xuéjiè)之前的推测提前了约3000万年。
此外,研究团队还利用线虫草的宿主特异性,建立了(le)线虫草的寄主数据库,并基于统计学模型重建了线虫草的祖先(zǔxiān)状态特征。详细来看,线虫草最早(zuìzǎo)寄生(jìshēng)于鞘翅目,随后在白垩纪逐渐转向(zhuǎnxiàng)寄生膜翅目(蚂蚁等)和鳞翅目(蛾子、蝴蝶等)。线虫草在白垩纪就已经寄生蚂蚁的基干类群,学会了“操控蚂蚁”,而(ér)这类寄生蚂蚁的线虫草,正是如今最繁盛的一支。
这项研究不仅将虫草起源向前推进3000万年,更揭示了生物(shēngwù)协同演化的奥秘之一——宿主的命运(mìngyùn),一定程度上决定了寄生(jìshēng)生物的兴衰。
(光明日报全媒体记者(jìzhě)苏雁、光明网记者姬尊雨、图片(túpiàn)由中国科学院南京地质古生物研究所提供)
来源:光明日报(guāngmíngrìbào)全媒体记者苏雁(sūyàn)、光明网记者姬尊雨、图片由中国科学院南京地质古生物研究所提供
编辑:朱晓帆 孙小婷(sūnxiǎotíng)
你见过冬虫夏草(xiàcǎo)吗?冬虫夏草学名叫做(jiàozuò)“中华线虫草”,其实是一种寄生(jìshēng)蝙蝠蛾幼虫的真菌。冬天,真菌在幼虫体内生长,幼虫爬到地表死亡变成“冬虫”;夏天,真菌从虫体钻出,长出棒状子实体,露出地面(dìmiàn)像根枯草,故称“夏草”。
“中华线虫草”所属的线虫草属真菌不仅可以寄生蝙蝠蛾(é)幼虫,还可以寄生各类昆虫(kūnchóng)、蜘蛛(zhīzhū)等节肢动物,产生各种各样的“虫草”。在线虫草属的300多个物种中,近三分之一专门寄生蚂蚁。
部分线虫草能够入侵蚂蚁的肌肉系统,操控蚂蚁的行为,驱使(qūshǐ)蚂蚁爬上(shàng)高处传播真菌孢子。此时的蚂蚁已完全变成这类线虫草的傀儡,因此,又被称为“僵尸蚂蚁”。虽然在现代陆地生态系统中,线虫草的种类多样且生态复杂(fùzá),广布全球。但由于线虫草化石证据(zhèngjù)的匮乏,人们(rénmen)对其起源,尤其是线虫草与昆虫的协同演化关系知之甚少。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所联培(liánpéi)博士生庄宇辉和博士生罗慈航在研究员王博的(de)指导下,与国内外(guónèiwài)研究团队合作,对缅甸克钦琥珀(约1亿年前)中被线虫草(cǎo)感染的蚂蚁和蝇(yíng)类化石开展深入研究,揭示了线虫草的早期演化历史(lìshǐ),为探索真菌与昆虫的协同演化提供了重要的证据。相关研究成果于北京时间6月11日在线发表在英国《皇家学会会刊B辑》。
白垩纪时期蚂蚁、蝇类与古(gǔ)线虫草的古生态重建图。中国科学院南京地质古生物(gǔshēngwù)研究所画师杨定华绘制
真菌因(yīn)缺乏硬质结构,极易腐烂,保存为化石的难度极大。而寄生动物的真菌化石更是罕见。本次(běncì)研究报道的两枚感染昆虫的线虫(xiànchóng)草化石“古蚁古线虫草”和“塔蝇古线虫草”,完整保存了真菌形态结构,可直接与现生种类(zhǒnglèi)对比。
古蚁(gǔyǐ)古线虫草的(de)光学显微镜图像(a)与(yǔ)Micro-CT三维重建图像(d–e, i, j),以及与现生线虫草的形态对比(f–h, k)
借助显微CT等高分辨率分析方法细致观察,科研人员发现,“古蚁(gǔyǐ)古线虫草”和“塔蝇古线虫草” 两枚线虫草化石可以被归入线虫草属的白垩纪基干(jīgàn)类群,是线虫草寄生膜翅目(蚂蚁)和双翅目(蝇类)昆虫(kūnchóng)的最早(zuìzǎo)化石记录。
塔蝇古线虫草的(de)光学显微镜图像(a–e),以及与现生(xiànshēng)线虫草的形态对比(f–h)
本次研究(yánjiū)报道的古蚁古线虫(xiànchóng)草化石,是迄今为止全球首个(shǒugè)关于线虫草寄生蚂蚁幼虫的记录。这枚被感染的蚁蛹化石表明当时的工蚁已具备存在育幼行为:工蚁通过交哺(jiāobǔ)作用将潜在的真菌孢子传染给幼虫;当工蚁发现幼虫患病后,会将其遗弃出巢,避免群体感染。该化石的发现也(yě)表明,当时的原始蚂蚁已具备真社会性(shèhuìxìng)特征,形成了类似现代蚂蚁高度分工的“蚂蚁社会”。
在此基础上,科研人员收集并整理了120个(gè)现生线虫草的基因数据,重建了线虫草内部各类群的系统发育关系,同时修正(xiūzhèng)了其起源(qǐyuán)时间。结果显示,线虫草的起源时间应为1.3亿年左右的白垩纪早期,较学界(xuéjiè)之前的推测提前了约3000万年。
此外,研究团队还利用线虫草的宿主特异性,建立了(le)线虫草的寄主数据库,并基于统计学模型重建了线虫草的祖先(zǔxiān)状态特征。详细来看,线虫草最早(zuìzǎo)寄生(jìshēng)于鞘翅目,随后在白垩纪逐渐转向(zhuǎnxiàng)寄生膜翅目(蚂蚁等)和鳞翅目(蛾子、蝴蝶等)。线虫草在白垩纪就已经寄生蚂蚁的基干类群,学会了“操控蚂蚁”,而(ér)这类寄生蚂蚁的线虫草,正是如今最繁盛的一支。
这项研究不仅将虫草起源向前推进3000万年,更揭示了生物(shēngwù)协同演化的奥秘之一——宿主的命运(mìngyùn),一定程度上决定了寄生(jìshēng)生物的兴衰。
(光明日报全媒体记者(jìzhě)苏雁、光明网记者姬尊雨、图片(túpiàn)由中国科学院南京地质古生物研究所提供)
来源:光明日报(guāngmíngrìbào)全媒体记者苏雁(sūyàn)、光明网记者姬尊雨、图片由中国科学院南京地质古生物研究所提供
编辑:朱晓帆 孙小婷(sūnxiǎotíng)




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