Τα απολιθωμένα σκαθάρια από το κρητιδικό κεχριμπάρι δείχνουν νέες γνώσεις για τις πρώιμες σχέσεις φυτών-εντόμων

Τα κολεόπτερα, κοινώς γνωστά ως «σκαθάρια», με περίπου 400.000 είδη, είναι η μεγαλύτερη τάξη στη φύση, αποτελώντας σχεδόν το 40% των περιγραφόμενων εντόμων και το 25% όλων των γνωστών ζωικών μορφών ζωής. Ο εξαιρετικός πλούτος των ειδών πιθανότατα προέκυψε από την αυξημένη επιβίωση των γενεαλογιών και τη διαρκή διαφοροποίησή τους σε μια ποικιλία θέσεων (Hunt et al., 2007).

Τα σκαθάρια είναι σήμερα από τους πιο σημαντικούς επικονιαστές των ανθοφόρων φυτών, ιδιαίτερα των βασικών αγγειόσπερμων, που αντιπροσωπεύονται από συγκεκριμένα είδη τεσσάρων ομάδων:Scarabaeoidea, Tenebrionoidea, Curculionoidea, Chrysomeloidea (Wang et al., 2013). Είναι επίσης ευρέως αποδεκτά μεταξύ των πρώιμων επισκεπτών εντόμων και επικονιαστών αγγειόσπερμων αφού η άνθηση των αγγειόσπερμων στην Πρώιμη Κρητιδική είχε τεράστιο αντίκτυπο στην επιλογή των θρεπτικών ουσιών τους (Grimaldi, 1999· Peris et al., 2017). Ωστόσο, η εξελικτική δυναμική των διαφορετικών στρατηγικών διατροφής τους χρειάζεται ακόμα περισσότερες εξηγήσεις.

Πρόσφατα, τα απολιθωμένα είδη από το κατώτερο κεχριμπάρι της Μιανμάρ παρέχουν βασικούς πόρους για να γίνει μια σημαντική ανακάλυψη. Η έρευνα επικεντρώνεται στην ταξινομική τάξη της υπεροικογένειας Tenebrionoidea (Εικ. 1), η οποία είναι η τρίτη μεγαλύτερη ομάδα στα Κολεόπτερα, με περισσότερα από 34.000 περιγραφόμενα είδη και ένα ευρύ φάσμα στρατηγικών διατροφής, συμπεριλαμβανομένων φυτοφάγων, καρποφάγων, σαπροφάγων, αρπακτικών, μυκητοφάγων, ριζών. -τρώγοντας, ανθοφάγος και βαρετό. Με τη μορφολογική μέθοδο, η ταξινομική και φυλογονική μελέτη της Tenebrionoidea παραμένει προβληματική, π.χ. η αβεβαιότητα των χαρακτήρων απομορφίας μεταξύ των διαφορετικών ταξινομικών κατηγοριών και της σχέσης φυλογένεσης ασάφειας. (Beutel and Friedrich, 2005; Lawrence and Newton, 1995).

Η νεοσυσταθείσα οικογένεια Apotomouridae (Εικ.2) μοιράζεται χαρακτήρες με τους Mordellidae, εν τω μεταξύ αποκτά προγονικούς χαρακτήρες, π.χ. μικροδομές στα πίσω πόδια και η απουσία πυγιδίου (Bao et al., 2018), που τις συσχέτισε με τα παλαιότερα απολιθώματα της Tenebrionoidea, Wuhua sp., από το Μέσο Ιουράσικο του Daohugou, Κίνα, και από το Ανώτερο Ιουράσικο του Karatau, Καζακστάν (Wang and Zhang, 2011). Πράγματι, Wuhua μοιράζεται επίσης ομοιότητες με το Mordellidae, όπως η φόρμουλα του ταρσού 5-5-4. το σώμα σφηνοειδές και επίμηκες, το κεφάλι του είναι σε κάμψη και η κοιλιά (όχι το πυγίδιο) εκτείνεται πέρα ​​από το elytra. αλλά η απουσία ενός πυγιδίου και η λιγότερο ανεπτυγμένη δομή των ποδιών τα κάνουν να διακρίνονται από οποιαδήποτε υπάρχουσα οικογένεια.

Το πρωιμότερο οριστικό Mordellidae (Εικ. 3) έχει αναφερθεί από το αρχαιότερο κεχριμπάρι της Βιρμανίας (Bao et al., 2019), που χαρακτηρίζεται από τα καλά ανεπτυγμένα πίσω πόδια και το επιμήκη πυγίδιο. Η συγκριτική μορφολογική μελέτη των ειδών απολιθωμάτων Mordellidae και Mordellids από το Ιουράσιο έως το Κρητιδικό θα μπορούσε να σχεδιάσει ένα περίγραμμα της εξελικτικής τάσης, υπογραμμίζοντας την πιθανή αλλαγή της στρατηγικής μετακίνησης από απλή έρπωση σε άλμα (Huang and Yang, 1999) και αλλαγή της διατροφής από την επιφανειακή διατροφή (μύκητες, βρύα, λειχήνες) (Peris et al., 2017; Wang et al., 2013) σε ποώδη άνθη (Franciscolo, 1957).

Με βάση τη μοριακή ανάλυση, η οικογένεια Mordellidae έχει αποδειχθεί ότι είναι μεταξύ των πιο βασικών ομάδων Tenebrionoidea (Gunter et al., 2014). Το επίτευγμα αυτής της έρευνας θα δώσει μια νέα εικόνα για αυτήν την πρώιμη σχέση φυτού-εντόμου. Τα ενήλικα των σύγχρονων Mordellidae είναι φυτοφάγα, προφανώς τρέφονται με τη γύρη πολλών φυτών, ιδιαίτερα των ομπελοφόρων (Apiaceae) και των σύνθετων (Asteraceae) (Jackman and Lu, 2002). Η τρισδιάστατη συντήρηση των κεχριμπαρένιων δειγμάτων έδωσε τη δυνατότητα μελέτης των λεπτομερειών μικροδομών του στοματικού τμήματος και του τύπου γύρης που προσκολλήθηκε στην επιφάνεια του σώματος. Με βάση αυτά τα δεδομένα, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη διατροφή τους κατά την Κρητιδική περίοδο και να ανακατασκευάσουμε την οικολογία τους.

Το άρθρο βασίζεται κυρίως στις δύο ερευνητικές εργασίες, τις πρώτες αληθινές Mordellidae (Coleoptera:Tenebrionoidea) από το κατώτερο κεχριμπάρι της Μιανμάρ και τη Νέα οικογένεια Apotomouridae fam. Νοέμβριος (Coleoptera:Tenebrionoidea) από το κατώτερο κεχριμπάρι της Μιανμάρ, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Cretaceous Research . Οι εργασίες διεξήχθησαν από τους Tong Bao (Πανεπιστήμιο της Βόννης), Katarzyna S. Walczynska (Πανεπιστήμιο του Γκντανσκ), Samantha Moody (Πανεπιστήμιο της Βόννης), Bo Wang (Κινεζική Ακαδημία Επιστημών) και Jes Rust (Πανεπιστήμιο της Βόννης).

Αναφορές:

1. Bao, T., Walczyńska, K.S., Moody, S., Wang, B., Rust, J., 2019. Το πρώτο αληθινό Mordellidae (Coleoptera:Tenebrionoidea) από το κατώτερο κεχριμπάρι της Καινομανίας της Μιανμάρ. Cretac. Res. 93, 60–65. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S019566711830209X
2. Bao, T., Walczyńska, K.S., Moody, S., Wang, B., Rust, J., 2018. Νέα οικογένεια Apotomouridae fam. Νοέμβριος (Κολεόπτερα:Tenebrionoidea) από το κατώτερο κεχριμπάρι της Μιανμάρ. Cretac. Res. 91, 14–19. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0195667118300594
3. Beutel, R.G., Friedrich, F., 2005. Συγκριτική μελέτη προνυμφών Tenebrionoidea (Coleoptera:Cucujiformia). Ευρώ. J. Entomol. 102, 241–264. http://www.eje.cz/artkey/eje-200502-0018_comparative_study_of_larvae_of_tenebrionoidea_coleoptera_cucujiformia.php
4. Franciscolo, M.E., 1957. Coleoptera:Mordellidae. Μονογραφία των νοτιοαφρικανικών γενών και ειδών 1. Μορφολογία, υποοικογένεια Ctenidiinae και φυλή Stenaliini. Ζώο της Νότιας Αφρικής. Life 4, 297–291.
5. Grimaldi, D., 1999. The co-radiations of pollinating insects and angiosperms in Cretaceous. Αννα. Missouri Bot. Gard. 86, 373–406. https://www.jstor.org/stable/2666181?origin=crossref
6. Gunter, N.L., Levkaničová, Z., Weir, T.H., Ślipiński, A., Cameron, S.L., Bocak, L., 2014. Towards a phylogeny of the Tenebrionoidea (Coleoptera). ΜοΙ. Phylogenet. Evol. 79, 305–312. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1055790314001973
7. Huang, D.Y., Yang, J., 1999. Early Cretaceous fossil Mordellidae (Insecta, Coleoptera) από το δυτικό Πεκίνο. Acta Palaeontol. Αμαρτία. 38, 125–132.
8. Hunt, T., Bergsten, J., Levkanicova, Z., Papadopoulou, A., St. John, O., Wild, R., Hammond, P.M., Ahrens, D., Balke, M., Caterino , M.S., Gómez-Zurita, J., Ribera, I., Barraclough, T.G., Bocakova, M., Bocak, L., Vogler, A.P., 2007. Μια ολοκληρωμένη φυλογένεση των σκαθαριών αποκαλύπτει την εξελικτική προέλευση μιας υπερακτινοβολίας. Science 318, 1913–1916. https://science.sciencemag.org/content/318/5858/1913
9. Jackman, J.A., Lu, W., 2002. Mordellidae Latreille 1802, στο:Arnett, R.H., Thomas, M.C., Skelley, P.E., Howard, J.F. (Επιμ.), American Beetles. Πολυφάγα:Scarabaeoidea μέσω Curculionoidea. CRL Press LLC, Φλόριντα, σελ. 423–430.
10. Lawrence, J.F., Newton, A.F.J., 1995. Οικογένειες και υποοικογένειες των Κολεόπτερων (με επιλεγμένα γένη, σημειώσεις, αναφορές και δεδομένα για ονόματα ομάδων οικογένειας), Στο:J. Pakaluk and S.A. Slipinski (επιμ.):Biology, phylogeny, and classification of Coleoptera:papers για τον εορτασμό των 80ων γενεθλίων του Roy A. Crowson. Museum i Instytut Zoologii PAN, Warszawa.
11. Peris, D., Pérez-de la Fuente, R., Peñalver, E., Delclòs, X., Barrón, E., Labandeira, C.C., 2017. False Blister Beetles and the Expansion of Gymnosperm-Insect Pollination Modes πριν την Κυριαρχία των Αγγειοσπερμών. Curr. Biol. 27, 897–904. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0960982217301458
12. Wang, B., Zhang, H., 2011. Η αρχαιότερη Tenebrionoidea (Coleoptera) από το Μέσο Ιουρασικό της Κίνας. J. Paleontol. 85, 266–270. https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-paleontology/article/oldest-tenebrionoidea-coleoptera-from-the-middle-jurassic-of-china/B3B2E239B1C1E784854785F934EliA>5
13. Wang, B., Zhang, H., Jarzembowski, E.A., 2013. Early Cretaceous angiosperms and beetle evolution. Εμπρός. Plant Sci. 4, 1–6. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2013.00360/full