一億年前的螞蟻長什麼樣？科學家把它3D打印出來了

作者：小柯生命近期，來自美國、法國、中國的科研人員合作，對獨角蟻及相關的現生和滅絕類群進行了詳細的形態測度學、功能形態學和系統發育分析，確認了黑帝斯蟻特化的捕食機制，並釐定了該類群的演化歷史。北京時間2020年8月6日晚，研究成果線上發表於《當代生物學》。螞蟻在現代陸地生態系統中扮演了重要角色。長期以來，學術界普遍認為早期螞蟻的形態和生態較為單一。近幾年，各國學者從白堊紀琥珀中發現了一系列的原始螞蟻（例如駝蟻、魔蟻），改變了此前對早期螞蟻演化歷史的認識。

圖1：黑帝斯蟻（包括獨角蟻）的頭部素描圖（楊定華繪）2016年，中國科學院南京地質古生物研究所研究員王博與法國科研人員在白堊紀琥珀中報道了一類獨角蟻（屬於黑帝斯蟻）化石。該類螞蟻具有一對鐮刀狀大牙（大顎）；其唇基向上延長，在頭上形成一個獨特的“角”。此後，國際多個研究團隊從緬甸琥珀中陸續發現了近十種獨角蟻，引起了廣泛關注。然而，該類螞蟻是如何演化出來的？它們是如何利用大牙和角進行捕食的？這些問題一直是大家期待解開的謎團。

圖2：螞蟻的系統發育關係王博團隊聯合美國和法國的科研團隊，對所有黑帝斯蟻頭部進行形態解剖學分析，並結合一枚特殊的捕食標本，從形態功能學上確認黑帝斯蟻採用的“陷阱-大顎”式捕食機制。據悉，聯合研究團隊建立了化石螞蟻形態學資料庫，並選取了46個滅絕和現生螞蟻的代表類群進行系統發育分析。結果表明，黑帝斯蟻（包括獨角蟻）形成了一個很好的單系類群，可能是已知最原始的螞蟻類群。所有黑帝斯蟻的角是同源的，但“延長的角”在黑帝斯蟻中獨立演化了兩次。

圖3：不同螞蟻的形態空間分析在上述研究的基礎上，聯合研究團隊進一步選取了112個現生和滅絕螞蟻的代表類群進行了形態測度學分析，發現黑帝斯蟻佔據了一個獨特的形態空間，與其他化石和現生螞蟻類群明顯不同，而且獨角蟻不同類群也擁有差異巨大的頭型（包括角和大顎），可能專門捕食不同的獵物。“我們的研究發現，獨角蟻的大顎和角共同演化，形成了一套精密的耦合系統。獨角蟻特化的捕食行為進一步驅動了該類群的輻射演化。”王博說，“儘管獨角蟻在白堊紀中期十分繁盛，但在白堊紀後期逐漸滅絕，並與其他原始螞蟻一起被更進步的現代螞蟻類群取代。”（沈春蕾）

3D列印模型，紅色為獨角蟻。（楊定華製作）相關論文資訊：https：//doi。org/10。1016/j。cub。2020。06。106。