蚂蚁是昆虫王国中最繁荣的一族,也是最成功的社会性昆虫。它们各司其职,有仅次于人类的复杂社会,在人类眼皮底下建立一座座城市而不被察觉,并在现代陆地生态系统中扮演了重要角色。
看蚂蚁打架想必是不少人的童年乐趣之一,但蚂蚁是什么时候出现的?早期的蚂蚁长什么样子?它们又是如何演化的?……这一系列问题一直萦绕在科研人员的脑海中。
蚂蚁打架(图片来源:veer图库)
蚂蚁研究源起达尔文时代
科研人员对蚂蚁的研究可追溯到达尔文时代。
早在《物种起源》一书中,达尔文在介绍社会性昆虫中的不育工蚁时就写道:“(不育工蚁的存在)实际上对我的整个理论是致命的(actuallyfataltomywholetheory)”。之所以这么说,是因为蚂蚁中的工蚁没有生殖能力,无法繁育后代,它们生下来就是为了工作,而这种行为对于工蚁个体没有任何利益,似乎与经典的个体自然选择理论不符。
此后,许多研究人员从不同角度对蚂蚁的社会行为起源进行了深入研究,并取得了很大进展。但由于化石证据匮乏,在蚂蚁早期形态和生态演化方面的研究仍接近空白。
因此,长期以来,学界都普遍认为早期蚂蚁的形态和生态较为单一,直到进入新生代(距今万年),才在生态和形态方面辐射演化。虽然在分子、形态、生态学方面的研究表明最早的蚂蚁很可能是一些独居的捕食类群,但却缺少化石证据。
发现一亿年前的原始蚂蚁
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(例如驼蚁、魔蚁),极大地改变了我们对早期蚂蚁演化历史的认识。
驼蚁化石(图片来源:CurrentBiology)
年,有俄罗斯学者正式发现了一类白垩纪中期的原始蚂蚁,并将其命名为黑帝斯蚁,但这类蚂蚁具体形态如何、是否是已知最原始的蚂蚁仍不清楚。
直至年,时任南京古生物所副研究员的王博与法美科研人员合作对法国和缅甸琥珀中的余枚蚂蚁标本进行了系统调查,详细报道了一类一亿年前的独角蚁(属于黑帝斯蚁)化石。自此,我们才对这类原始蚂蚁有了较为深入的认识。
独角蚁化石(图片来源:CurrentBiology)
独角蚁是黑帝斯蚁中的一个极其特化的种类。它头上的触角很短,通讯能力有限,但因其有着延长的唇基在头上形成的“角”,加之“角”尖长有球状的毛囊,“角”的外侧带有感觉毛,故而能够敏锐地感觉猎物的动静。
配合长度比头足足长了一倍的一对超级大镰刀状的大牙(大颚),一旦碰触到猎物,下部一对大牙迅速抬起,与上面的“角”配合,独角蚁便能“快准狠”地擒住猎物。从形态功能学上,我们可以确认黑帝斯蚁采用的是“陷阱-大颚”式捕食机制。
独角蚁个体复原(图片来源:杨定华)
此后,国际多个研究团队从缅甸琥珀中陆续发现了近10种独角蚁,引起了人们的广泛