已灭绝的地狱蚁用特制下颚刺穿猎物

近日,在巴西一块 1.13 亿年前的石灰岩中发现了一枚保存完好的蚂蚁化石。
an illustration of a large red ant with curved jaws. a bird looks on with a concerned expression
基于该化石以及一种在缅甸琥珀中发现的近缘物种绘制的该新物种的古生物艺术复原图。图片来源:Diego M. Matielo。

今天,地球上可能爬行着 数千亿只蚂蚁,但很少有能与白垩纪时期灭绝的 “地狱蚂蚁” 相媲美。这些蚂蚁属于 Haidomyrmecinae 亚科,拥有高度特化的镰刀状下颚——一种 用于割草 或打扮死神服饰的角状 工具。这些下颚很可能被用来钉住并刺穿它们毫无反抗能力的猎物。

现在,巴西的一个团队发现了一只 1.13 亿岁的地狱蚂蚁,这是目前已知最古老的地狱蚂蚁标本。这只蚂蚁保存在石灰岩中,并发表在 4 月 24 日《细胞出版社》期刊 《Current Biology》 上的一项研究中。

“我们的团队发现了一种新的蚂蚁化石物种,这是目前最古老、无可争议的蚂蚁地质记录,” 圣保罗大学动物学博物馆(Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo)的联合研究作者、古生物学家 Anderson Lepeco 在一份声明中 表示。“这项发现之所以特别有趣,是因为它属于已灭绝的‘地狱蚂蚁’,它们以奇特的捕食适应性而闻名。尽管属于一个古老的谱系,但这个物种已经展现出高度特化的解剖学特征,暗示了独特的捕食行为。” 

an ant fossil preserved in limestone
Haidomyrmecinae 化石在巴西的 Crato 组中被发现。图片来源:Anderson Lepeco。

据该团队称,地狱蚂蚁出现在巴西表明,这些昆虫在进化早期就已经广泛分布于世界各地并发生了分化。

此前,最古老的地狱蚂蚁 是在缅甸和法国发现的,它们 以《侏罗纪公园》的方式 保存在琥珀中,而不是石灰岩中。 

Lepeco 说:“尽管之前曾有描述过琥珀中的地狱蚂蚁,但这是我们第一次能够在一块岩石化石中看到它们。” 

该团队是在系统检查圣保罗大学动物学博物馆收藏的大量来自 Crato 组 的昆虫化石时,发现了这只“保存得异常完好”的蚂蚁标本。巴西东北部的这个地层以其出色的化石保存而闻名。

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Lepeco 说:“当我发现这块非凡的标本时,我们立即认识到它的重要性,它不仅是一个新物种,而且可能是有力的证据证明 Crato 组中存在蚂蚁。“这一发现凸显了彻底检查现有收藏品(无论是私人收藏还是博物馆收藏)的重要性,并为巴西古生物学和该国未被充分探索的化石昆虫动物群提供了关注。” 

为了更近距离地观察这种古老的昆虫,研究团队使用了 微计算机断层扫描成像。这是一种利用 X 射线查看标本内部的三维成像技术。成像显示,这种新发现的蚂蚁与已知仅保存在 一种在缅甸发现的琥珀(称为缅甸琥珀) 中的地狱蚂蚁密切相关。在地质位置如此远离缅甸的地方发现保存在石灰岩中的地狱蚂蚁,表明这些蚂蚁分布广泛,并且可能多次跨越白垩纪的陆地板块。但最令研究团队兴奋的是地狱蚂蚁的特化特征。 

an X-ray of an ant fossil
地狱蚂蚁化石的 CT 扫描重建图。图片来源:Odair M. Meira。

Lepeco 说:“虽然我们预计会发现地狱蚂蚁的特征,但其进食器官的特征让我们感到震惊。” 

现代蚂蚁通常拥有 侧向移动的颚。而这个物种的颚则平行于头部向前延伸,并且面部突起更靠近眼睛。

Lepeco 说:“发现这样一个解剖学上高度特化的蚂蚁,来自 1.13 亿年前,这挑战了我们关于这些昆虫在多快的时间内发展出复杂适应性的假设。“其复杂的形态表明,即使是这些最早的蚂蚁,也已经进化出了比现代同类显著不同的复杂捕食策略。” 

与大多数化石发现一样,这个新标本 引发了一些更广泛的问题,关于导致地狱蚂蚁独特适应性的进化压力。进一步利用先进成像工具进行研究,或许能揭示数百万年的秘密。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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