被子植物陸地革命幫助螞蟻（ants）存活

 

琥珀中的化石螞蟻。圖片來源：維基百科

螞蟻（ants）是膜翅目蟻科的全變態昆蟲，也是一種真社會性昆蟲。世界上只有極少的地方沒有螞蟻（如南極洲），整體來說，螞蟻佔有陸生動物生物量的15-25%。

化石記錄發現，螞蟻大約在一億年的白堊紀早期前就出現了，當時的螞蟻是所謂的「莖螞蟻」（stem ants）。會被稱為「莖」螞蟻是與後來出現的冠螞蟻（crown ants）相對，用來描述牠們位於螞蟻演化樹的底部或早期分支。冠螞蟻則在白堊紀晚期才出現，是現代螞蟻的祖先。

由於莖螞蟻大多數已經滅絕，對於到底莖螞蟻怎麼消失在地球上，有許多不同的看法。其中有一種說法是莖螞蟻受到後來出現的冠螞蟻的競爭而消滅。

最近有一個研究，利用了大約24,000個化石記錄與14,000個新生物學證據來分析，同時也考慮了化石記錄的偏差，來測試了四種螞蟻多樣化的假說：共同演化、競爭性滅絕、高度專業化以及緩解滅絕。

研究團隊發現，螞蟻演化經歷了三個明顯的多樣化時期（白堊紀晚期、始新世、漸新世-中新世）以及一個滅絕時期（白堊紀晚期）。他們發現，研究結果不支持莖螞蟻和冠螞蟻之間的競爭性滅絕假說，反而支持共同演化、緩解滅絕和高度專業化假說。被子植物的多樣化和裸子植物的衰退很可能在緩解螞蟻免於滅絕並促進其多樣化中發揮了關鍵作用，透過提供新的生態位，如森林枯落物和樹棲築巢地點以及額外的資源。

研究團隊認為，在發生於白堊紀中期到晚期的被子植物陸地革命（Angiosperm Terrestrial Revolution，ATR）期間，生態系統和生物多樣性的顯著變化對螞蟻演化發生了深遠影響影響，包括：

1. 新的生態位與資源：被子植物的多樣化為螞蟻提供了新的生態位和資源。例如，被子植物的林床層、樹皮下的空間、花朵和果實都成為了螞蟻可以利用的新資源或棲息地。這種生態位的擴展為螞蟻的多樣化提供了空間，促進了它們的演化。

2. 食物來源的變化：被子植物提供了新的食物來源，如花蜜、種子（帶有油體）、和寄生在被子植物上的其他昆蟲，這些都可能成為螞蟻的食物。這不僅增加了螞蟻的食物多樣性，也可能支持了螞蟻社會結構和行為策略的多樣化。

3. 生態關係的建立：隨著被子植物的出現和擴散，螞蟻與這些新植物之間形成了互惠互利的關係，如保護被子植物免受食草動物侵害換取食物等。這種共生關係促進了螞蟻行為的多樣化和社會結構的複雜化。

4. 生態系統的轉變：裸子植物的衰退和被子植物的崛起導致了生態系統的轉變，從裸子植物主導的生態系統轉變為被子植物主導的多樣化生態系統。這種轉變創造了新的生態條件，促進了螞蟻及其他生物的多樣化。

總而言之，被子植物的出現和擴散為螞蟻提供了豐富的新資源和生態位，使得螞蟻能夠進行多樣化的演化，並通過新的生態關係和行為策略來適應變化的環境。這種生態系統的轉變有助於螞蟻免於滅絕，並促進了其多樣性的發展。

此外，研究還假設莖螞蟻在白堊紀晚期的衰退和滅絕是由於其高度專業化的形態學，這限制了它們在變化環境中擴展其食性生態位的能力。

所以，被子植物的出現讓冠螞蟻在這些環境變化中找到了新的生存和演化機遇，並繼續發展成為今天我們所見的一萬四千種螞蟻。這顯示了生物在面對劇烈環境變化時的演化彈性，以及生態系統中物種間相互作用的複雜性。

參考文獻：

Jouault C, Condamine FL, Legendre F, Perrichot V. The Angiosperm Terrestrial Revolution buffered ants against extinction. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Mar 26;121(13):e2317795121. doi: 10.1073/pnas.2317795121. Epub 2024 Mar 11. PMID: 38466878.