首次为地质历史时期植内产卵昆虫的生殖生物学和行为学提供直接化石证据

两亿年的昆虫取食叶片内的虫卵生态重建图

四川盆地须家河组代表性植物化石

晚三叠世多列拜拉

晚三叠世昆虫卵化石
（神秘的地球uux.cn）据云南大学：近日，云南大学古生物研究院冯卓团队首次为地质历史时期植内产卵昆虫的为地生殖生物学和行为学提供了直接的化石证据，该研究于近日在线发表于国际知名学术期刊Current Biology。质历该研究系首次为地质历史时期昆虫的期植植内产卵行为和食卵行为提供了直接的化石证据。不仅为我们认识远古时期昆虫对宿主植物的内产选择行为、生殖行为、卵昆取食行为学等方面提供了重要信息，学和行为学提同时亦揭示了远古时期陆地生态系统比我们目前的供直认识更加复杂。云南大学为第一作者单位，接化据冯卓研究员为论文的首次史时生殖生物石证唯一通讯作者。
昆虫的为地植内产卵（endophytic oviposition）行为是一种非常特殊的生殖策略，即昆虫使用特化的质历产卵器将卵产到叶片或树皮等植物组织里。这种生殖策略可以使虫卵得到有效保护，期植从而提高后代的内产存活率。尽管这种产卵行为出现于多个现生昆虫类群，卵昆但由于缺乏实体化石的直接证据，目前我们对远古时期植内产卵昆虫的生物学和演化历程还不了解。
经过长期的野外工作，冯卓团队在四川盆地距今约2.07—2.01亿年前的上三叠统须家河组采集到大量保存精美的植物化石。分类学研究表明，这批植物化石多样性极高，包括木贼类、真蕨类、种子蕨类、苏铁类、银杏类和松柏类等，尤其以双扇蕨科和苏铁类植物的繁盛为特色，属于典型的华南晚三叠世网叶蕨—格脉蕨（Dictyophyllum–Clathropteris）植物组合。叶片表皮解剖学研究表明，该植物组合中有两种银杏类植物，即多列拜拉（Baiera multipartita Sze et Lee 1952）和雅致拜拉（Baiera elegans Ôishi 1932）。
通过精细的比较解剖学研究，冯卓团队在多列拜拉叶片内发现了大量昆虫卵的实体化石。这些化石昆虫卵的平均直径约200微米，呈圆形至长椭圆形，紧贴于叶片上表皮内侧，且整齐排列在平行的叶脉之间。结合光学显微镜和扫描电子显微镜等技术研究表明，这些化石卵与现生昆虫卵的结构非常类似，具有分层的卵壳（chorion）、锥形的卵孔突（micropylar projection）、卵孔气室（micropylar atrium）、卵孔口（micropyle）等结构。通过对化石卵形态、大小等参数的分析表明，这些化石卵与现生蜻蜓目昆虫卵最接近，但变化范围更加显著，表明这些卵可能处于比较原始的演化阶段。从解剖学特征来看，宿主植物叶片上表皮比下表皮具有更厚的角质层，而角质层是一种良好的隔热和防止紫外线辐射的材料；叶脉之间是柔软的叶肉组织，便于插入产卵器并产卵。反复观察验证，化石卵仅出现在多列拜拉叶片内。这些证据表明，两亿年前的昆虫为了实现对后代的有效保护，不仅对宿主植物进行了特定筛选，而且对产卵位置有了明显的趋利选择。
冯卓团队发现，这些虫卵竟然被卵食性（egg-predatory）昆虫取食过卵液。这些卵食性昆虫利用刺吸式口器刺穿卵壳吸食卵液，在卵壳上留下直径约1—3微米的取食孔。有些卵壳上留下了多个取食孔，表明这些卵曾被多次取食过。现生昆虫类群中具有刺吸式口器的昆虫主要是缨翅目和半翅目昆虫，其中缨翅目昆虫常以吸食植物汁液、孢子和花粉以及真菌为主；而半翅目昆虫的食性要复杂得多，包括植食类、食血类、食腐性和卵食类等。由于卵内具有丰富的卵磷脂和蛋白质，所以取食卵液是一种非常高效的摄取营养的方式。然而，如何能够准确找到这些“藏”在叶片里面的卵则需要非常特殊的嗅觉或视觉神经系统。
植内产卵行为代表了一种“先进”的生存策略，而取食卵的行为亦是一种高效获取营养的策略，这两种策略均利于物种的繁衍。当前化石标本证实，两种对立的策略在2亿多年前的三叠纪晚期都已出现，可谓“魔高一尺，道高一丈”。
云南大学古生物研究院博士研究生万遂和隋群，郭芸副研究员和陈剑波博士，以及美国史密森研究院Conrad Labandeira博士参与了该研究。该研究得到中科院先导专项、第二次青藏科考、云南省科技厅、云南大学等项目资助。
论文信息：Feng, Z., Wan, S., Sui, Q., Labandeira, C., Guo, Y., Chen, J., 2022. A Triassic tritrophic triad documents an early food-web cascade. Current Biology 32, 1–7.（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982222016761）
相关：科学家发现2亿年前昆虫偷吃叶片内虫卵的证据
（神秘的地球uux.cn）据新华社昆明11月9日电（记者 岳冉冉）：古生物学家近日的研究成果揭示了一个有趣现象：约2亿年前的昆虫会把卵产到银杏类叶片中，而这些“藏”在叶片中的卵竟被其他昆虫取食了。该成果于11月8日发表在国际期刊《当代生物学》上。
昆虫会在植物内产卵，这是它们的一种特殊生殖策略。昆虫使用特殊的产卵器将卵产到叶片或树皮等植物组织里，使虫卵得到保护，以提高后代存活率。
云南大学古生物研究院冯卓团队经过长期野外科考，在四川自贡距今约2亿年前的三叠纪晚期地层中，采集到了大量保存精美、物种丰富的植物化石。从这批化石中，古生物学家找到了昆虫植内产卵的化石证据。
通过比较解剖学研究，团队在一种银杏类叶化石内发现了大量昆虫卵化石。分析表明，这些虫卵与现生蜻蜓目昆虫卵最接近。
冯卓解释，从解剖学特征看，保存虫卵的植物叶片的上表皮比下表皮角质层更厚，而角质层具有良好的隔热和防紫外线辐射作用。此外，叶脉间柔软的叶肉组织也更利于昆虫插入产卵器并产卵。
有趣的是，研究者还发现，这些叶片中的虫卵竟被其他昆虫取食过卵液。“可能是某种半翅目昆虫利用刺吸式口器刺穿卵壳、吸食卵液，并在卵壳上留下了直径约1至3微米的取食孔，有些卵壳上甚至留下了多个取食孔。”冯卓说，虫卵具有丰富的营养物质，但如何准确找到这些“藏”在叶片里的卵，需要昆虫具有特殊的嗅觉或视觉神经系统。
冯卓说：“昆虫的植内产卵代表了一种先进的生存方式，而取食卵液也是高效获取营养的策略。这两种行为都利于物种繁衍且在约2亿年前就出现了。”