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昆虫生物矿物盔甲首次发现,对理解生物演化具有重要意义|总编辑圈点

发布日期:2020-11-25  来源:中国科技网-科技日报  


巨首芭切叶蚁兵蚁是切叶蚁族群中最大的一种,图片中它正将下颚伸向“A. echinatior”切叶蚁,而后者工蚁身上有一层富镁方解石盔甲,保护它们免受袭击。 图源:《自然·通讯》在线版/Caitlin M. Carlson

科技日报记者 张梦然

英国《自然·通讯》杂志24日发表的一项生物学最新发现,美国科学家团队报告了在昆虫世界发现的首个生物矿物身体盔甲。这种盔甲此前只在海洋生物中存在,但现在在一种昆虫身上发现,令科学家们非常惊讶。这一发现对我们理解生物演化具有重要意义,同时,该发现也拓宽人们对自然世界利用生物矿物的认知。

所谓的生物矿物,是指动植物体内的无机矿物材料——骨、牙、软体动物壳、植物维管束等。对于动物来说,经过20亿年物竞天择的优化,生物体结构几乎是完美无缺的,动物的生物矿物则一般会在特定生物条件下形成,其具有特殊的高级结构和组装方式,可作为一种生物器官。

科学家认为,不可溶的钙盐,譬如碳酸盐和磷酸盐应是广泛存在于整个生物世界,其许多种沉淀物被用作支撑结构或者是硬组织,进而部分才会出现在动物的骨骼或其他坚硬部位上。

生物矿物骨骼的演化从逾5.5亿年前就开始了,但人们此前只在甲壳类动物身上发现了这种盔甲,如龙虾等海洋动物,在此次研究之前,在昆虫中还从来没见过。

根据美国威斯康星大学麦迪逊分校科学家卡梅隆·库里及其同事的研究报告,他们此次在名为“A. echinatior”的切叶蚁工蚁的外骨骼上,发现覆盖了一层富含镁的方解石盔甲。研究团队发现,这个盔甲会随着切叶蚁的成熟而生长,增加它们的外骨骼硬度,并近乎覆盖整个身体。

研究人员观察到,有生物矿物外骨骼的工蚁在遇到巨首芭切叶蚁时,存活的可能性比没有生物矿物外骨骼的工蚁更大。巨首芭切叶蚁兵蚁是切叶蚁族群中最大的一种,当它攻击“A. echinatior”切叶蚁时,后者工蚁身上的一层富镁方解石盔甲可保护它们免受袭击。此外,研究人员发现这种盔甲还有助于保护它们不被金龟子绿僵菌这种致病真菌感染。

研究团队认为,在一种人们已经研究较为透彻的昆虫物种中,新发现了这种盔甲,说明我们对自然界的认知还远远不够,同时,也说明生物矿物身体盔甲比人们之前认为得更加普遍。

总编辑圈点

自然界选择了钙来构建岩石圈,并利用钙所形成的难溶于水的盐类支撑生物体,比如碳酸盐,磷酸盐。生物矿物并非天然形成,它被生物过程和生物环境所影响,能表现出和天然矿物不一样适应性性能。此前,科学家认为生物矿物骨骼多出现在海洋生物身上,但这次,他们从昆虫身上发现了这种特殊的盔甲。盔甲让昆虫在强敌面前能有防御之力。其实,自然界不起眼的生物有很多,人类的每一次挖掘,也许都能有新的发现。探索无止境,万物皆有灵,给人类带来灵感的“灵”。

责任编辑:左常睿
 
 
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