南京古生物所揭示白堊紀昆蟲與真菌相互關系

　　昆蟲與真菌之間存在漫長的相互關系。在眾多昆蟲與真菌的互作關系中，菌食性在昆蟲中廣泛存在，而在某些具備真菌“種植”能力的白蟻或切葉蟻中尤為顯著。菌食性在鞘翅目昆蟲（甲蟲）中較為常見，包括多種取食真菌的方式，如刮食孢子、咀嚼菌絲和經口前消化的流質吸食等。菌食習性在多數原始甲蟲類群中廣泛存在表明取食真菌是一種原始的食性，起源早于取食植物組織（如葉片）。盡管菌食性甲蟲化石在中生代曾有報道，但一直缺乏與取食行為直接相關的形態特征。

　　近期，中國科學院南京地質古生物研究所博士蔡晨陽、研究員黃迪穎等在距今約1億年前的緬甸琥珀中發現了一類口器極其特化的原隱翅蟲亞科昆蟲化石，揭示了白堊紀中期昆蟲與真菌的相互關系。研究成果于12月21日在線發表于英國《皇家學會會刊B輯》（Proceedings of the Royal Society B）上。

　　隱翅蟲科是昆蟲綱中物種多樣性最高的一個龐雜類群，分為32個亞科，目前已描述種類超過62000種。然而，原隱翅蟲亞科（Proteininae）是一個較小的亞科，包括5個現生族，11個現生屬，約230種。原隱翅蟲體型較小，常見于真菌、樹皮或落葉層中。目前為止，尚無原隱翅蟲化石被正式描述和報道。

　　此次發現并報道的是一類體型超小（長約1.3毫米）、形態原始、但口器高度特化的隱翅蟲化石。通過琥珀昆蟲研究的前期準備（切割、打磨、拋光和制片）、多手段的形態觀察（熒光顯微鏡、生物顯微鏡和體式顯微鏡等）發現，這類昆蟲可歸入現生的原隱翅蟲亞科，并命名為Vetuproteinus cretaceus（白堊古原隱翅蟲）。但由于其具有多數原始特征和極其特化的口器特征，不能歸入現生族中，從而建立了一新族Vetuproteinini（古原隱翅蟲族）。

　　現生類群的分支系統學研究表明，原隱翅蟲中較原始的4個族類群僅分布于岡瓦納大陸板塊，如澳大利亞和南美洲，而較進化的一個族絕大部分都分布于北半球。因此，之前有學者認為原隱翅蟲亞科可能是岡瓦納大陸起源。但緬甸琥珀中古原隱翅蟲族的發現暗示了原隱翅蟲亞科并非南半球起源，而其起源可能較早，在泛大陸解體之前該類群已經十分多樣且廣布。

　　白堊古原隱翅蟲最為顯著的特征是特化的口器。其口器發育有超長且突出的外顎葉，外顎葉端部具有盤狀的“孢子刷”構造。整個外顎葉的結構酷似人們日常使用的牙刷。類似的“孢子刷”構造在現生隱翅蟲總科中并非獨一無二，與之相似的特化孢子刷也偶見于隱翅蟲科的毛薪甲亞科（Dasycerinae）、前角隱翅蟲亞科Gyrophaenina亞族的大部分屬種，以及球蕈甲科（Leiodidae）的Agyrtodini族中。現生類群口器上發育的孢子刷可將真菌孢子從子實層中刮下、聚集并送入口中。

　　與現生類型不同的是，白堊古原隱翅蟲的孢子刷發育于外顎葉末端，而非內顎葉末端。通過與現生類群取食習性的對比研究，推測這類昆蟲化石很可能是利用其特化的外顎葉刮食菌類的孢子。取食對象可能是擔子菌或子囊菌，也可能是其他產孢子的微生物，如粘菌等。

　　緬甸琥珀中原隱翅蟲的發現代表了該亞科中生代唯一可靠的化石記錄，證明了原隱翅蟲亞科是一個古老的類群，起源早于岡瓦納大陸裂解。更為重要的是，其代表了甲蟲菌食習性的直接證據，表明昆蟲與真菌的相互關系在白堊紀中期已經建立。

　　此項研究得到了科技部“973”項目、中科院先導專項、國家自然科學基金委以及江蘇省自然科學基金委的資助。

　　論文相關信息：Chenyang Cai*, A.F. Newton, M.K. Thayer, R.A.B. Leschen, D. Huang, 2016. Specialized proteinine rove beetles shed light on insect–fungal associations in the Cretaceous. Proc. R. Soc. B.