廣東省科學院動物研究所聯合首都師范大學、美國國家自然歷史博物館和加州大學戴維斯分校的研究團隊，研究揭示了現代昆蟲植食模式早在侏羅紀中期（約1.65億年前）就已形成，比被子植物占主導地位的時代提前了約6000萬年。2月19日，相關成果發表于美國《國家科學院院刊》（PNAS）。
石炭紀以來134個植物群落的昆蟲植食的β多樣性分析。研究團隊供圖
昆蟲與植物之間的互作關系是地球生態系統中最古老且最復雜的生態關系之一。昆蟲植食行為作為生態系統中物質與能量流動的關鍵環節，其演化歷程不僅反映了生物多樣性的變遷，還對當今的生態平衡和農林業經濟發展產生了深遠影響。長期以來，學界普遍認為現代昆蟲植食模式的形成與白堊紀早期（約1.25億年至9000萬年前）被子植物的多樣化密切相關。然而，最新研究發現，這一模式的起源遠比此前認為的更為久遠。
研究團隊基于功能性取食組-損傷類型（FFGs-DTs）系統，分析了從3.05億年前至今全球134個植物群落（包括化石和現生）的昆蟲植食多樣性。通過周轉率、嵌套性和相似度的β多樣性分析，研究發現自石炭紀以來，昆蟲植食模式的多樣性呈波動上升趨勢。到中侏羅世，昆蟲植食模式已出現11種功能性取食組和78種損傷類型，顯著高于古生代，接近新生代水平。研究還發現，侏羅紀、白堊紀、古近紀、新近紀和現代植物群落的損傷類型呈現出高度集中趨勢，表現為穩定的低周轉率和高嵌套性分布。這表明昆蟲植食模式的現代化拐點發生在侏羅紀，其多樣化的主要驅動因素是嵌套性，而非周轉率。
石炭紀以來昆蟲、植物及環境演化過程。研究團隊供圖
論文第一作者、廣東省科學院動物研究所博士后肖麗芳表示，該研究結果表明，現代昆蟲植食模式并非形成于白堊紀被子植物輻射初期，而是早在侏羅紀中期（以裸子植物為主導時期）就已經形成，這一發現將現代昆蟲植食模式的起源時間提前了6000萬年。
據介紹，該研究是基于全球數據開展昆蟲植食演化的嘗試，研究成果有利于理解過去的昆蟲-植物互作關系及驅動因素，有助于更好地評估當前昆蟲生物多樣性和未來棲息地的穩定性，為農林業經濟中重要害蟲控制和資源昆蟲保護提供理論指導。
相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2412036122
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