白堊紀(jì)花蚤科甲蟲傳粉復(fù)原圖。包童供圖

短翅花甲和花的復(fù)原圖。蔡晨陽(yáng)供圖

大多數(shù)被子植物（有花植物）通過(guò)昆蟲進(jìn)行傳粉，昆蟲傳粉也被認(rèn)為是白堊紀(jì)中期（距今約1億年）被子植物大暴發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵因素。那么，昆蟲的授粉行為是什么時(shí)候在地球上出現(xiàn)的呢？

2021年4月12日，《自然—植物》在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡(jiǎn)稱南京古生物所）研究員蔡晨陽(yáng)帶領(lǐng)的一支國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)的研究成果。研究人員在白堊紀(jì)中期緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了一枚罕見的短翅花甲化石，為白堊紀(jì)甲蟲取食花粉提供了直接證據(jù)。

而2021年12月24日，《自然—植物》在線發(fā)表了中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院助理教授包童團(tuán)隊(duì)的研究成果。包童團(tuán)隊(duì)根據(jù)蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)論文中的描述和結(jié)論，重新設(shè)計(jì)了現(xiàn)生昆蟲學(xué)和孢粉學(xué)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合理論分析與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了與蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)不同的認(rèn)識(shí)。

圍繞一億年前最早的“采花賊”到底是誰(shuí)，我國(guó)學(xué)者展開了一場(chǎng)爭(zhēng)鳴。

質(zhì)疑

2019年，包童在白堊紀(jì)中期緬甸琥珀中首次發(fā)現(xiàn)了被子植物經(jīng)甲蟲（原始花蚤）進(jìn)行傳粉的直接證據(jù)，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—植物》。該研究結(jié)果證實(shí)了許久以來(lái)學(xué)者們關(guān)于白堊紀(jì)甲蟲是早期被子植物傳粉者的猜想，填補(bǔ)了早期被子植物蟲媒授粉證據(jù)的空白。包童說(shuō)：“這也是當(dāng)年找到的最早的‘采花賊’。”

2021年，蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)在短翅花甲化石表面和附近發(fā)現(xiàn)了高等被子植物的花粉和花粉簇，以及兩枚由大量花粉組成的甲蟲糞便，進(jìn)而揭示短翅花甲是最早的“采花賊”。

包童團(tuán)隊(duì)對(duì)此觀點(diǎn)表示不認(rèn)可。

蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)文章指出其研究琥珀標(biāo)本中包含短翅花甲化石、疑似的“糞化石”和若干“被子植物花粉”顆粒。包童團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)現(xiàn)生昆蟲生理學(xué)分析，認(rèn)為此“糞化石”的尺寸明顯超出了甲蟲消化道的可能容積，“難以確認(rèn)其與該短翅花甲科甲蟲之間的關(guān)系”。

“以甲蟲為代表的很多昆蟲類群，其取食的花粉經(jīng)消化道排出體外時(shí)，花粉結(jié)構(gòu)會(huì)有一定的擠壓、變形或破損，且昆蟲糞便表面會(huì)有膜狀結(jié)構(gòu)保留。”包童告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)研究中所示的“糞化石”均未體現(xiàn)上述特征。

蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)文章提到，該甲蟲被超過(guò)100枚花粉顆粒包圍，甲蟲附近有4個(gè)聚集而成的花粉簇，這些花粉屬于典型的三溝型花粉（三溝型花粉有三個(gè)夾角互為120°的大小相同的發(fā)芽溝，是真雙子葉植物的特征，真雙子葉植物屬于被子植物的演化支之一），與此琥珀中保存的“糞化石”中所含花粉類型一致。

對(duì)此，包童團(tuán)隊(duì)經(jīng)古植物學(xué)和孢粉學(xué)分析，證明此花粉是“三槽花粉”而非三溝型花粉，是屬于一類已滅絕的裸子植物Erdtmanithecales。三槽花粉也有三條“溝”，但其中一條較另外兩條更寬，不仔細(xì)觀察很容易將這種花粉誤認(rèn)為是被子植物的花粉。

反駁

記者獲悉，《自然—植物》在收到包童質(zhì)疑文章的同時(shí)，也聯(lián)系了被質(zhì)疑文章的作者，邀請(qǐng)他們對(duì)質(zhì)疑給予回復(fù)。該回復(fù)文章也在12月24日發(fā)表于《自然—植物》。

“我們研究的是短翅花甲科，不是瓢蟲科。前者是露尾甲總科；后者雜食，多為捕食性，是瓢蟲總科。”蔡晨陽(yáng)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“質(zhì)疑文章提到的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，我認(rèn)為做控制實(shí)驗(yàn)，需要拿同一類甲蟲來(lái)做。”

關(guān)于花粉鑒定問(wèn)題，蔡晨陽(yáng)表示：“我們的花粉類型和包童團(tuán)隊(duì)2019年發(fā)表于《自然—植物》文章中提到的類型并無(wú)二致，這是經(jīng)過(guò)花粉鑒定者確認(rèn)過(guò)的，非典型三溝型花粉在滅絕琥珀花里或現(xiàn)代單子葉植物中都是存在的。”

“包童團(tuán)隊(duì)研究的原始花蚤其實(shí)是短尾花蚤的同物異名。”蔡晨陽(yáng)等人在文章中反駁道，“我們不清楚為什么包童等人使用瓢蟲的花粉消化作為評(píng)估中生代短翅花甲蟲糞化石的基準(zhǔn)，因?yàn)檫@兩個(gè)科不是直接的近親。前者主要是多食性蚜蟲取食者，后者是專性的花粉食者，而短翅花甲的花粉消化機(jī)制尚不清楚。”

反駁文章最后寫道：“新生粉花甲（被質(zhì)疑文章發(fā)現(xiàn)的甲蟲）確實(shí)提供了甲蟲消耗被子植物花粉的最早直接飲食證據(jù)，標(biāo)志著早期被子植物在白堊紀(jì)多樣化演化的一個(gè)重要轉(zhuǎn)變。”

“很難100%正確”

學(xué)術(shù)研究歡迎百家爭(zhēng)鳴。

南京古生物所研究員黃迪穎也是被質(zhì)疑文章的作者之一。他告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“古生物研究很難100%正確，因?yàn)槌錆M各種推測(cè)。”

近年來(lái)，南京古生物所中生代陸地生態(tài)系統(tǒng)研究中心的科研團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)收集和探究了大量緬甸琥珀昆蟲化石，初步揭示了“白堊紀(jì)陸地革命”以來(lái)（1.25億年前~8000萬(wàn)年前），被子植物逐漸替代裸子植物主宰陸地過(guò)程中昆蟲與植物之間的傳粉關(guān)系。

黃迪穎等人2016年報(bào)道了在緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)的腹部保存有大量紫樹花粉的二疊嚙蟲，首次揭示了白堊紀(jì)中期昆蟲與高等被子植物的傳粉關(guān)系。蔡晨陽(yáng)等人2018年在緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)了一類獨(dú)特的扁甲及其取食的蘇鐵（俗稱鐵樹，裸子植物）花粉，證明了甲蟲與蘇鐵之間傳粉關(guān)系的建立不晚于侏羅紀(jì)早期，遠(yuǎn)早于被子植物及其傳粉者的起源和興盛。

那么，包童和蔡晨陽(yáng)的研究到底誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？

曾參與過(guò)相關(guān)研究的科研人員表示：“文中孢粉的鑒定，審稿人也表示他們忽略了蔡晨陽(yáng)團(tuán)隊(duì)使用的化石鑒定問(wèn)題。”該研究人員表示，未來(lái)應(yīng)該還會(huì)有新的研究結(jié)果問(wèn)世。（記者 沈春蕾）

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41477-021-01044-3

https://doi.org/10.1038/s41477-021-00893-2