植物与蛀木甲虫相互作用研究新进展

昆虫是当今陆地生态系统中分异度最高的宏体生物类群，已经命名的约有100余万种。目前普遍认为，昆虫复杂多样的食性可能是形成昆虫多样性如此之高的重要原因。蛀蚀木材无疑是昆虫一种非常特殊的取食方式和生存策略，出现在多个昆虫类群中，特别是鞘翅目的吉丁虫科、天牛科、象甲科、小蠹科等支系。昆虫的蛀木行为即昆虫幼虫在生长发育过程中蛀蚀木材，并在木材中留下连续蛀孔的现象。由于缺少对化石标本的系统研究，这种特殊行为方式的起源和演化还存在许多未解之谜。

2017年深时陆地生态研究所冯卓研究员等在《Nature Communications》上首次发表了古生代蛀木甲虫的化石证据。利用连续切片法对松柏类植物茎干中甲虫蛀孔的研究发现，晚二叠世蛀木甲虫幼虫在个体发育经历了多龄虫阶段，而且不同发育阶段的食性截然不同，并证实它们培育的真菌对食性的转变起到关键作用；同时，冯卓等还证实，二叠纪晚期蛀木甲虫已出现初步的社会分工，并生活于高度复杂的生态关系网络中。为昆虫的农业化和社会化起源提供了重要证据。

最近，冯卓带领来自德国、澳大利亚等国家的国际合作团队对德国、波兰、捷克早二叠世松柏类植物茎干中的甲虫蛀孔开展了深入研究，发现早二叠世蛀木甲虫形成的蛀孔与晚二叠世蛀木甲虫蛀孔的结构类似，证实早二叠世蛀木甲虫也具有多龄虫的个体发育阶段模式。然而，在早二叠世甲虫蛀孔中不存在真菌菌丝和真菌腐蚀结构，表明早二叠世蛀木甲虫尚未具备利用外部真菌协助其消化纤维素的能力，而是利用肠道内真菌消化纤维素。该研究为蛀木甲虫演化、利用肠道内真菌的早期演化提供了重要线索。

近日，该成果以《Beetle borings in wood with host response in early Permian conifers from Germany》为题，近期发表在国际著名古生物学期刊德国《PalZ》（Paläontologische Zeitschrift）上（论文连接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12542-019-00476-9），冯卓为该论文的第一作者兼通讯作者。