四川盆地揭秘：三叠纪-侏罗纪之交的昆虫与植物“相爱相杀”

四川盆地揭秘：三叠纪-侏罗纪之交的昆虫与植物“相爱相杀”

近日，中国科学院南京地质古生物研究所的一项最新研究揭示了四川盆地三叠纪—侏罗纪之交，昆虫与植物之间复杂的相互作用。这一发现不仅填补了该领域的研究空白，也为我们理解陆地生态系统的演变提供了新的线索。

研究团队在四川盆地东北缘的宣汉地区，对上三叠统须家河组顶部和下侏罗统珍珠冲组最底部的化石层进行了系统采集和深入研究。通过对1000余块植物叶片化石的细致观察和统计，研究人员确认了7种昆虫伤害类型，包括洞孔取食、边缘取食、表面取食、骨架化取食、刺吸或抽吸、虫瘿和产卵。

有趣的是，除了骨架化取食仅见于晚三叠世双扇蕨科植物叶化石表面外，其余六种功能性取食/产卵方式均跨越三叠—侏罗纪界线，同时存在于晚三叠世须家河植物群和早侏罗世珍珠冲植物群中。这一发现表明，尽管植物群落经历了显著的变化，昆虫依然能够快速适应并找到新的植物类群进行取食。

更令人惊叹的是，植物为了抵御昆虫的伤害，演化出了多种自我保护机制。例如，一些植物会在叶片表面长出毛刺，或在叶片边缘形成锯齿，甚至在叶片中轴发育出显著的瘤状突起或增厚。这些特征传统上被认为是植物分类的重要依据，但研究推测它们更可能是植物为了抵御昆虫伤害而演化出的自我保护机制。

在昆虫与植物的这场“相爱相杀”中，白蚁是一个特别值得关注的案例。白蚁是自然环境中能够高效降解木质纤维素的昆虫之一，它们在进化过程中形成了独特的肠道微生物群系和酶系，成为生态系统中的“木质纤维分解者”。

宁波大学李鸿杰研究团队的最新研究成果揭示了白蚁高效降解木质纤维素的机理。研究发现，白蚁及其微生物共生体降解转化木质纤维素的效率高达90%以上。高等白蚁通过选择性剪切植物细胞壁多糖中纤维素和半纤维素长主链至短链多糖，同时对半纤维素主链进行彻底地去乙酰化和去侧链化降解；而低等干木白蚁则通过优先靶向解离细胞壁中纤维素和半纤维素组分间的相互作用界面，然后进行多糖组分消化利用。

这种高效的降解能力不仅体现了白蚁在生态系统中的重要作用，也为人类开发新型糖基水解生物酶制剂提供了新的可能性。白蚁肠道中存在着一千多种微生物，它们通过群落协作，相互配合，完成对复杂木质纤维素的降解。这种协同作用机制为当前农林、轻工和食品等行业面临的酶制剂短缺问题提供了新的解决方案。

昆虫与植物的相互作用不仅影响着个体的生存，也深刻影响着整个生态系统的平衡。白蚁通过利用土壤中的木材资源和植物纤维资源，以及通过土壤建筑和探索行为来获取食物，它们特殊的消化系统和行为策略，使得白蚁能够有效地利用土壤资源，满足自己的生存需求。白蚁在土壤生态系统中扮演着重要的角色，既能够分解有机物质，促进养分循环，又能够调节土壤结构，维持生态平衡。

此外，白蚁还利用土壤中的湿度和温度来调节自己的生存环境。白蚁对于湿度和温度的要求比较高，它们喜欢湿润而温暖的土壤环境。白蚁通过巢穴和地下活动，可以利用土壤中的水分和热量来维持自己的体温和湿度，以适应不同的季节和环境条件。

昆虫与植物的相互作用是生态系统中不可或缺的一环。它们之间的协同进化不仅塑造了彼此的形态和行为，也影响着整个生态系统的结构和功能。四川盆地三叠纪—侏罗纪之交的这一发现，为我们提供了宝贵的线索，帮助我们更好地理解地球历史上生态系统的复杂演变过程。同时，这一研究也提醒我们，保护生态系统的平衡与多样性，对于维持地球生命的繁荣至关重要。