自恐龍以來,哺乳動物至少進化成食蟻獸 12 次
如果你想在這個世界上生存,你可能會做比對螞蟻產生偏愛更糟糕的事情。事實上,吃螞蟻可能是一個被戲劇性忽視的成功秘訣。
根據新的研究,自恐龍統治結束大約 6600 萬年前。但神奇的不是螞蟻獨占飲食本身:它總是遵循類似的藍圖。
德國波恩大學的生物學家托馬斯·維達 (Thomas Vida) 告訴 ScienceAlert,“哺乳動物專門吃螞蟻并不一定令人驚訝,因為生態位幾乎不可避免地被填補,而是我們看到如此多不相關的群體中相同或至少非常相似的形態適應。
這是最引人注目的例子之一趨同進化,其中截然不同的生物體可以?進化類似功能解決類似問題。
地球上有很多螞蟻。最近的一項研究估計螞蟻的數量約為 20 萬億,總生物量為 12 兆噸干碳。這比所有野生哺乳動物和鳥類的總和以及人類生物量的 20% 左右。
情況并非總是如此;恐龍滅絕后,螞蟻只占昆蟲種群的不到 1%,大約在 2300 萬年前的中新世初期爆炸式增長。
許多動物很樂意將昆蟲作為其飲食的一部分,包括哺乳動物。這是有道理的:昆蟲很多,而且營養滿滿.然而,完全圍繞螞蟻的飲食——一種稱為專性 myrmecophagy 的策略——就更罕見了。
“我的實驗室關注的一件事是螞蟻和白蟻等群居昆蟲如何重塑地球上的生命歷史,”新澤西理工學院的昆蟲學家菲利普·巴登告訴 ScienceAlert。
“尤其是螞蟻改變了許多昆蟲和植物譜系的進化軌跡,但我有一個揮之不去的問題是,在過去的 1 億年里,哺乳動物在多大程度上不得不考慮螞蟻和白蟻的快速崛起。我也喜歡巨型食蟻獸。
為了進行調查,Vida、Barden 和他們來自紐約市立大學的同事 Zachary Calamari 對 600 多個已發表的科學資料進行了艱苦的審查,以編制一個包含 4,099 種哺乳動物飲食習慣的數據庫。
研究人員根據這些動物的飲食分為五個不同的類別:食蟲動物、食肉動物、雜食動物、食草動物和專性 myrmecophages。然后將它們映射到動物家譜上,以觀察這些飲食適應在數千萬年中是如何出現的。
研究人員發現,Myrmecophagy 至少出現了 12 次,還有 2 次暫時實例無法證實。這包括食蟻獸、穿山甲、針鼴、食蟻獸和土豚等動物——研究人員沒有預料到的多樣性——涵蓋所有三個主要哺乳動物群體:胎盤哺乳動物、有袋動物和單孔目動物。
這些動物都發展出相似的特征來優化食用螞蟻。
“有一些明顯的事情:它們的頭骨和舌頭往往會拉長,它們的牙齒經常縮小,而且它們通常有強壯的爪子/前肢,可以撕開昆蟲巢穴,”維達解釋道。
“還有一些不太明顯的事情,比如它們的低體溫/緩慢的新陳代謝以及它們對消化幾丁質的酶促適應,這兩者都是為了以豐富但低能量的食物生存。”
這一發現讓人想起螃蟹身體計劃不斷出現的著名現象,在整個進化史上至少有五次獨立的螃蟹進化。好吧,螃蟹很酷,但顯然螞蟻才是真正的派對所在。
“螞蟻似乎確實是趨同進化的工程師,”巴登說。
“哺乳動物食蟻和白蟻的起源是螃蟹身體結構起源的兩倍。這還不包括模仿螞蟻和白蟻形態、行為或化學信號傳導以逃避捕食或獲取社會昆蟲資源的 10,000 多種節肢動物。
研究人員表示,他們的工作為未來哺乳動物飲食策略的研究奠定了堅實的基礎。Vida 指出,他們的數據庫將允許進一步調查迷人的飲食專業化,并深入了解單個 myrmecophagous 物種的起源。在食蟲鳥類、爬行動物和兩棲動物的比較研究中,甚至可能會有一些有趣的發現等待著。
“生命史充滿了交叉。即使是非常遙遠的血緣譜系——群居昆蟲和哺乳動物最后一次共享一個共同的祖先是在 5 億多年前——以可以在數千萬年內引發驚人專業化的方式相互作用,“巴登說。
“隨著我們迅速重塑我們的星球,重要的是要記住,任何一個物種的消失都可能產生許多意想不到的后果。
該研究已發表在演化.