自恐龙以来,哺乳动物至少进化成食蚁兽 12 次
如果你想在这个世界上生存,你可能会做比对蚂蚁产生偏爱更糟糕的事情。事实上,吃蚂蚁可能是一个被戏剧性忽视的成功秘诀。
根据新的研究,自恐龙统治结束大约 6600 万年前。但神奇的不是蚂蚁独占饮食本身:它总是遵循类似的蓝图。
德国波恩大学的生物学家托马斯·维达 (Thomas Vida) 告诉 ScienceAlert,“哺乳动物专门吃蚂蚁并不一定令人惊讶,因为生态位几乎不可避免地被填补,而是我们看到如此多不相关的群体中相同或至少非常相似的形态适应。
这是最引人注目的例子之一趋同进化,其中截然不同的生物体可以㱖进化类似功能解决类似问题。
地球上有很多蚂蚁。最近的一项研究估计蚂蚁的数量约为 20 万亿,总生物量为 12 兆吨干碳。这比所有野生哺乳动物和鸟类的总和以及人类生物量的 20% 左右。
情况并非总是如此;恐龙灭绝后,蚂蚁只占昆虫种群的不到 1%,大约在 2300 万年前的中新世初期爆炸式增长。
许多动物很乐意将昆虫作为其饮食的一部分,包括哺乳动物。这是有道理的:昆虫很多,而且营养满满.然而,完全围绕蚂蚁的饮食——一种称为专性 myrmecophagy 的策略——就更罕见了。
“我的实验室关注的一件事是蚂蚁和白蚁等群居昆虫如何重塑地球上的生命历史,”新泽西理工学院的昆虫学家菲利普·巴登告诉 ScienceAlert。
“尤其是蚂蚁改变了许多昆虫和植物谱系的进化轨迹,但我有一个挥之不去的问题是,在过去的 1 亿年里,哺乳动物在多大程度上不得不考虑蚂蚁和白蚁的快速崛起。我也喜欢巨型食蚁兽。
为了进行调查,Vida、Barden 和他们来自纽约市立大学的同事 Zachary Calamari 对 600 多个已发表的科学资料进行了艰苦的审查,以编制一个包含 4,099 种哺乳动物饮食习惯的数据库。
研究人员根据这些动物的饮食分为五个不同的类别:食虫动物、食肉动物、杂食动物、食草动物和专性 myrmecophages。然后将它们映射到动物家谱上,以观察这些饮食适应在数千万年中是如何出现的。
研究人员发现,Myrmecophagy 至少出现了 12 次,还有 2 次暂时实例无法证实。这包括食蚁兽、穿山甲、针鼹、食蚁兽和土豚等动物——研究人员没有预料到的多样性——涵盖所有三个主要哺乳动物群体:胎盘哺乳动物、有袋动物和单孔目动物。
这些动物都发展出相似的特征来优化食用蚂蚁。
“有一些明显的事情:它们的头骨和舌头往往会拉长,它们的牙齿经常缩小,而且它们通常有强壮的爪子/前肢,可以撕开昆虫巢穴,”维达解释道。
“还有一些不太明显的事情,比如它们的低体温/缓慢的新陈代谢以及它们对消化几丁质的酶促适应,这两者都是为了以丰富但低能量的食物生存。”
这一发现让人想起螃蟹身体计划不断出现的著名现象,在整个进化史上至少有五次独立的螃蟹进化。好吧,螃蟹很酷,但显然蚂蚁才是真正的派对所在。
“蚂蚁似乎确实是趋同进化的工程师,”巴登说。
“哺乳动物食蚁和白蚁的起源是螃蟹身体结构起源的两倍。这还不包括模仿蚂蚁和白蚁形态、行为或化学信号传导以逃避捕食或获取社会昆虫资源的 10,000 多种节肢动物。
研究人员表示,他们的工作为未来哺乳动物饮食策略的研究奠定了坚实的基础。Vida 指出,他们的数据库将允许进一步调查迷人的饮食专业化,并深入了解单个 myrmecophagous 物种的起源。在食虫鸟类、爬行动物和两栖动物的比较研究中,甚至可能会有一些有趣的发现等待着。
“生命史充满了交叉。即使是非常遥远的血缘谱系——群居昆虫和哺乳动物最后一次共享一个共同的祖先是在 5 亿多年前——以可以在数千万年内引发惊人专业化的方式相互作用,“巴登说。
“随着我们迅速重塑我们的星球,重要的是要记住,任何一个物种的消失都可能产生许多意想不到的后果。
该研究已发表在演化.