本報記者 張曄

　　獨居，長著“大牙”，頭上還有“角”，并且學(xué)會設(shè)陷阱捕食……人們很難想象，弱小的螞蟻在一億年前竟如此“強悍”，堪稱螞蟻中的“戰(zhàn)斗蟻”。

　　2016年，中科院南京地質(zhì)古生物研究所王博研究員與法國科研人員在白堊紀(jì)琥珀中報道了一類獨角蟻(屬于黑帝斯蟻)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”。

　　此后，多個國際研究團隊在緬甸琥珀中又發(fā)現(xiàn)了近10種獨角蟻。但該類螞蟻是如何演化而來的？它們是如何利用大牙和角進(jìn)行捕食的？這些問題一直是大家期待解開的謎團。

　　記者從中科院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，美、法、中3國科研人員展開合作研究，確認(rèn)了黑帝斯蟻特化的“陷阱—大顎”式捕食機制，并厘清了該類群的演化歷史。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》雜志。

　　與眾不同的黑帝斯蟻

　　螞蟻是最成功的社會性昆蟲，在現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)中扮演了重要角色。早在《物種起源》一書中，達(dá)爾文在介紹社會性昆蟲中的不育工蟻時寫道：“(不育工蟻的存在)實際上對我的整個理論是致命的�！�

　　自達(dá)爾文時代以來，許多研究人員從不同角度對螞蟻的社會行為起源進(jìn)行了深入研究，取得了很大進(jìn)展。但由于化石證據(jù)匱乏，人類對螞蟻早期形態(tài)和生態(tài)演化仍然不甚了解。

　　長期以來，學(xué)界普遍認(rèn)為早期螞蟻的形態(tài)和生態(tài)較為單一。而近幾年，各國學(xué)者從白堊紀(jì)琥珀中發(fā)現(xiàn)了一系列的原始螞蟻(例如駝蟻、魔蟻)，極大改變了我們對早期螞蟻演化歷史的認(rèn)識。

　　2016年，王博團隊與美、法等國科學(xué)家合作，對2000余枚來自法國和緬甸的螞蟻琥珀進(jìn)行調(diào)查研究，首次發(fā)現(xiàn)了這種具有大顎的捕食性螞蟻——黑帝斯蟻。該類螞蟻具有一對近乎頭部2倍長的巨型鐮刀狀大牙(大顎)，其唇基中部向上延伸，形成一個獨特的“角”，極像獨角獸，因此得名為“獨角蟻”。

　　如此特化的頭部結(jié)構(gòu)是首次在螞蟻中發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)生螞蟻3個亞科中部分類群也演化出了類似的捕捉機制，但它們的大顎都是橫向運動，而獨角蟻的大顎卻是垂直運動。

　　這種奇怪的獨角蟻為什么要長出一個長長的“角”呢？這種“角”究竟起到什么作用？當(dāng)時，王博等科學(xué)家推測認(rèn)為，角或許是為了配合大顎對獵物進(jìn)行捕食。

　　形態(tài)學(xué)研究確認(rèn)捕食機制

　　該研究團隊對所有黑帝斯蟻頭部進(jìn)行形態(tài)解剖學(xué)分析，結(jié)合一枚特殊的捕食標(biāo)本，從形態(tài)功能學(xué)上確認(rèn)黑帝斯蟻采用的“陷阱—大顎”式捕食機制。

　　這獨特的、看似纖細(xì)的“角”，正是幫助黑帝斯蟻捕食相對大型獵物的極具殺傷力武器。黑帝斯蟻利用“角”尖的球狀毛囊及“角”外側(cè)的感覺毛，感知和接近獵物。一旦觸碰到獵物，其嘴下部的一對大牙迅速向上抬起，與上面的“角”配合，上下共同發(fā)力，死死夾住獵物，使獵物再無逃生可能，這一捕捉機制與生活中利用夾子夾東西的原理相似。

　　研究團隊建立了化石螞蟻形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)庫，并選取了46個滅絕和現(xiàn)生螞蟻的代表類群進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。結(jié)果表明黑帝斯蟻(包括其他獨角蟻)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。

　　研究團隊進(jìn)一步選取了112種現(xiàn)生和滅絕螞蟻的代表類群進(jìn)行了形態(tài)測度學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)黑帝斯蟻占據(jù)了一個獨特的形態(tài)空間，與其他化石和現(xiàn)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。

　　這次的研究發(fā)現(xiàn)，獨角蟻的大顎和角共同演化，形成了一套精密的耦合系統(tǒng)。獨角蟻特化的捕食行為進(jìn)一步驅(qū)動了該類群的輻射演化。盡管獨角蟻在白堊紀(jì)中期十分繁盛，但在白堊紀(jì)后期逐漸滅絕，并與其它原始螞蟻一起被現(xiàn)代螞蟻類群取代。