無脊椎動物古生物學(xué)專家、科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館地質(zhì)科學(xué)副教授迪納·史密斯領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究認為,造成現(xiàn)在甲蟲種類多樣化的原因,很可能是歷史上較低的滅絕率,而不是新物種以較快的速度出現(xiàn)。
史密斯說:“研究甲蟲為什么呈現(xiàn)多樣化的大量工作,都圍繞著這個問題:是什么促進了物種的形成。通過研究這個群體的化石我們可以看到,物種的滅絕率至少和新物種形成同樣重要。也許,我們更應(yīng)該集中精力來研究為何甲蟲會有如此低的滅絕率?!?/p>
為了能夠充分地探索鞘翅目這種昆蟲的進化順序,史密斯和她的合作者,伊利諾伊大學(xué)動物生物學(xué)副教授喬納森·馬考特,翻閱了自19世紀(jì)初至今記錄甲蟲化石的出版物。她們還使用了開放存取的數(shù)據(jù)庫項目,包括EDNA昆蟲化石數(shù)據(jù)庫以及鞘翅目的化石目錄數(shù)據(jù)庫。她們構(gòu)建了一個擁有5553種甲蟲物種的數(shù)據(jù)庫,而且這些甲蟲取自221個完全不同的地方??紤]到物種數(shù)據(jù)參差不齊的特性,她們在甲蟲家族層面上進行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn):現(xiàn)在活著的大多數(shù)甲蟲都可以在化石中找到蹤跡。
這個研究探討了甲蟲早在二疊紀(jì)時期的起源,時間是2.84億年前。通過比較同時期化石記錄中保存的其他動物群體,例如蛤、珊瑚和脊椎動物,她們發(fā)現(xiàn),甲蟲是已被統(tǒng)計過的物種中家族滅絕率最低的一個。事實上,作為最大的甲蟲子群,多食目家族中沒有一個在進化歷史上滅絕。研究人員認為,甲蟲物種微乎其微的滅絕率,很可能是它們靈活的食譜導(dǎo)致的,特別是多食目,其食譜中包括藻類、植物和其他動物。
史密斯說,有幾件事情使得甲蟲特別靈活,能夠適應(yīng)環(huán)境的變化,比如甲蟲的蛻變能力——很多昆蟲都有的一個特征?!吧眢w柔軟的幼蟲跟有外骨骼的、長翅膀的成蟲有很大不同,意味著它們可以利用類型迥然不同的棲息地?!笔访芩拐f。此外,圍繞冰期和間冰期的研究顯示。甲蟲成蟲可以靈活自如地快速移動以應(yīng)對氣候的波動。
史密斯說:“我覺得人們一直在猶豫是否研究昆蟲化石。這是因為人們有誤解,認為這類化石如此脆弱,而且不易固定。我一直希望,我們的工作能顯示出化石記錄在這類研究中表現(xiàn)相當(dāng)不錯,化石記錄也可以用在研究這個多樣化而又重要的群體的進化上?!?/p>
史密斯認為,其他昆蟲群體在抵制滅絕方面可能和鞘翅目相似,因此她希望她們的工作會激發(fā)其他昆蟲學(xué)家鉆研自己喜歡的昆蟲的化石記錄。目前,她正在致力把化石標(biāo)本做數(shù)字化處理,為將來能夠在更精細的尺度上進行研究鋪好道路。這個項目被稱為昆蟲化石合作研究,由美國國家科學(xué)基金資助。
“作為博物館收藏的負責(zé)人,我知道還有很多物種待在我們的櫥柜里,沒有被描述和研究?!笔访芩拐f,“一旦我們能夠把這些標(biāo)本從櫥柜里拿出來,使更多的研究團體更容易地接觸到,我想我們就可以研究物種水平模式和有關(guān)昆蟲群體宏觀進化史上的其他有趣的問題了。”