【緬甸琥珀】億年前螞蟻有現今物種觸角結構 或證當時已用信息素溝通

螞蟻能透過擺動頭上的觸角,偵測信息素 (Pheromone) ,從而發出警報、留下痕跡,並引導其社交生活。雖然,科學家認為螞蟻一直是社會性的,但無法確定早期螞蟻是否像現今螞蟻一樣使用信息素。

最新刊於《科學進展》的研究報告指,在緬甸琥珀中的白堊紀螞蟻有觸角結構,而結構與現今螞蟻用來獲取化學線索的觸角相同。

雖然,並非所有專家都相信發現代表白堊紀螞蟻也透過信息素溝通,但如果牠們真的曾這樣做,可以讓科學家確定這種能力是否幫助昆蟲佔領全世界。

多年來,學界發現了多種線索,顯示早期螞蟻是社會性的。例如, 2016 年曾有研究指在琥珀中發現了相鄰保存的螞蟻群;該團隊也發現了蟻后和工蟻,其歷史可追溯到 9,900 萬年前,表明現有的螞蟻階級結構在當時就已經存在。

不過,早期螞蟻是否有使用信息素進行溝通仍然未知,因為這些化學物質在琥珀中不能良好地被保存,產生信息素的器官亦然。

因此,在是次研究中,北海道大學團隊採嘗試尋找檢測信息素的器官,並集中分析保存在緬甸琥珀中的三隻螞蟻物種 Gerontoformica gracilis 的樣本。該琥珀的年代可追溯到大約 1 億年前,幾乎和最早出現在 1 億到 1.05 億年前化石記錄中的 G. gracilis 年代相若。

先前的研究使用顯微鏡和 X 光觀察螞蟻樣本,這些方法不需要將樣本切割開,但無法產生足夠高解像度的影像來尋找的微米級別的結構。是次團隊則切出觸角周圍的琥珀,並進行減薄和拋光工序,以確保能清晰看到觸角結構。

然後,團隊使用雷射顯微鏡,發現 G. gracilis 有各種形狀的觸角感覺毛或感器,而在現今螞蟻中也發現了所有類型。螞蟻會將每類的感器用於不同的目的,包括感知警報和區分敵我。 G. gracilis 和現代螞蟻的觸角上的同一特定位置,甚至都發現了同一種感器類型,並用以刷過巢穴同伴。這些發現表明, G. gracilis 使用觸角來感知彼此的信息素,其方式與現代螞蟻類似。

無參與研究的新澤西理工學院演化生物學家 Phil Barden 表示, G. gracilis 並非現今螞蟻的直接祖先,很久以前就滅絕。如果這與其社會結構差異有關,研究牠們的通訊系統可幫助學者了解為何現今螞蟻會成功而其他螞蟻物種會失敗。

但一些專家認為,目前尚不清楚 G. gracilis 或其他古代螞蟻是否使用觸角來溝通。洛克菲勒大學真菌生態學家 Daniel Kronauer 指出,牠們「可能會對獵物、植物或土壤中微生物的氣味作出反應」,不一定是信息素。

現時大部份緬甸出產的琥珀,來自緬北胡康河谷。該地產出的琥珀多數藏有白堊紀的動植物,是全球考古重要來源。然而該地被克欽獨立軍所控制,琥珀的開採與販賣均不受政府規管;而買家通常來自中國,並將之製成珠寶。曾有研究明言,正在蓬勃發展的緬甸琥珀研究,是緬甸持續發生暴力衝突、捲入政治動蕩的直接結果,因此呼籲要道德地使用琥珀作研究。

來源:

Science, Early ants’ antennae may have let them ‘talk’ using pheromones

報告:

Taniguchi, R., Grimaldi, D.A., Watanabe, H. & Iba, Y. (2024). Sensory evidence for complex communication and advanced sociality in early ants. Science Advances 14 Jun 2024 Vol 10, Issue 24. DOI: 10.1126/sciadv.adp3623

文/AC

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