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生命科学学院博士研究生在国际植物学权威刊物上发表论文
2021-08-27

来源:生命科学学院  供稿:李亚敏  值班编辑:哈婧琦  责任编辑:哈婧琦  点击次数:  字号:【  

  蚧壳虫是一类小型昆虫,隶属于半翅目胸喙亚目蚧总科,现生类群共计36科1196属8361种,大部类群全球性分布。所有种类都是植食性,以针状刺吸式口器取食植物汁液为主,常常大量聚集分布于植物叶和茎杆表面,严重时会造成枝条凋萎或全株死亡;部分蚧壳虫类群在取食汁液的同时还会传播病毒,诱发其他病害,给农林业造成重大经济损失,是重要的国际植物检疫对象之一。

  现生蚧壳虫寄主植物广泛,以被子植物为主,少部分类群寄生于裸子植物和蕨类植物。目前蚧壳虫在被子植物上的化石记录最早见于中始新世(距今约0.48亿年),但中生代蚧壳虫与早期被子植物之间的关系长期以来没有报道。

 

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图1:樟科植物Pandemophyllum kvacekii叶片上的刺吸孔洞和昆虫虫体

 

  最近,我校生命科学学院昆虫演化教育部创新团队与国际同行合作,在美国早白垩世达科塔组(距今1.03亿年)玫瑰溪化石植物群中一种已经绝灭的近似现生樟科植物Pandemophyllum kvacekii的叶片上发现了刺吸类粉蚧昆虫化石和昆虫刺吸遗留的孔洞,这是目前最早的蚧壳虫以刺吸方式取食被子植物的直接证据。证实该粉蚧昆虫以刺吸方式取食樟科植物P. kvacekii叶片。

 

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图2:粉蚧的CT扫描和结构重绘以及现生棉粉蚧在樟树叶片上刺吸取食

  

  除了在P. kvacekii叶片上发现粉蚧外,在一些被子植物的枝干化石上也发现了两种其他类型的蚧壳虫印痕化石。通过对这两种虫体印痕的大小和分布情况进行分析,认为半球形和椭圆形虫体印痕很可能都是蚧科未定种(Coccidae genus et species incertae sedis, morphotype 2., morphotype 3.),记录了早白垩世樟科叶片上由蚧壳虫取食产生的多种刺吸损伤痕迹,也是最早的雌性粉蚧成虫刺吸取食早期被子植物的化石记录(图3)。这一记录比先前发现于始新世中期德国Messel和Eckfeld Maar植物群被子植物叶片上的盾蚧科(Diaspididae)化石记录早约0.55亿年。目前仍有47种粉蚧寄生于20种樟科植物上,而且一种粉蚧可寄生于多种樟科植物,并且一种樟科植物上有多种粉蚧同时寄生。

 

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图3:保存于枝干上的两种虫体结构印痕与现生近似介壳虫

 

  目前的分子系统发育分析认为粉蚧起源时间不晚于侏罗世晚期(约1.5亿年)。本研究为探究昆虫以刺吸方式取食被子植物提供了直接的证据,表明粉蚧与樟科植物的植食关系在白垩纪被子植物扩张前就已经形成和开始分化。

 

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图4:早白垩世蚧壳虫生境复原图(左笑然绘制)

 

  这项成果于2021年8月11日在线发表在国际著名植物学期刊《新植物学家》(New Phytologist, IF="10.151, top7/235, Plants" Sciences)上。赌钱平台官网的博士生肖丽芳为论文的第一作者,任东教授、美国自然历史博物馆的Conrad C. Labandeira研究员和美国科学院院士David L. Dilcher教授为共同通讯作者,以色列农业科学院Yair Ben-Dov教授、马里兰大学S. Augusta Maccracken副教授以及赌钱平台官网史宗冈客座教授参与本项研究。

  论文相关信息:Xiao L, Labandeira C, Ben-Dov Y, Maccracken SA, Shih CK, Dilcher D, Ren D. (2021) Early Cretaceous mealybug herbivory on a laurel highlights the deep-time history of angiosperm–scale insect associations. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.17672