一项新的研究改写了关于蜜蜂演变的常识假设以及大约12000万年前蜜蜂种类爆炸背后的原因。
如今,蜜蜂种类繁多,大约有2万种,几乎所有的幼虫都以花粉和花蜜为食。
研究人员普遍认为,蜜蜂是从食肉黄蜂进化而来的,以花粉为食,即所谓的“传粉象牙”,使蜜蜂迅速多样化。这种观点认为,新的食物来源促进了新物种的发展。但直到现在,还没有人验证过这个假设。
这项新研究中,发表在11月14日的《英国皇家学会学报:生物学快报》上他利用一种最新的、现有的蜜蜂进化树和计算机模型来计算蜜蜂和相关黄蜂的多样性率。研究人员发现——第一次——pollinivory迈出的重要一步,但蜜蜂的迅速多样化是更好的解释为以后发展当蜜蜂转离专家只局限在少数宿主物种多面手,美联储在许多宿主植物。
昆虫学教授布莱恩·丹福斯(Bryan Danforth)实验室的研究生赛拉斯·博塞特(Silas Bossert)说:“植物饮食的拓宽开辟了新的、尚未开发的生态位。”博塞特和前博士后研究员伊丽莎白·默里(Elizabeth Murray)都在丹福斯的实验室,是这篇论文的第一作者。
默里说:“我们发现,一些最早起源的蜜蜂没有参与多样化的上升。”“我们的发现表明,花粉进食是一个重要的进化开关,但并不能完全解释我们今天看到的多样性。”我们假设其他互补的创新,如多面手的寄主植物饮食,影响了主要蜜蜂谱系的巨大多样性。”
蜜蜂起源于白垩纪中期的一群食肉黄蜂,大约在同一时期开花植物开始传播。
研究人员使用最目前的系统发育(一个树枝状的图表,显示了生物体群之间的进化亲缘关系),这为蜜蜂的起源提供了一个新的视角。这种系统发育的证据表明,蜜蜂的姐妹科是小黄蜂(Ammoplanidae),它们捕食蓟马(一种以花粉为食、类似蚜虫的小型昆虫)。
目前的研究表明,肉食黄酮和最早的花粉蜜蜂(家族氟哌妥)与每家族的低物种数(123种Ammoplanidae蜂蜜等,和203种Melittidae Bee物种)进行多样化。与此同时,大多数熔化蜜蜂都专业化,并在狭窄的宿主植物花上喂养。
在进化树中出现在蜂科之后的蜜蜂是通才,以许多寄主植物为食;这些蜜蜂科也显示出多样化的速度激增,每个科有更多的物种。
在本研究之前,默里研究了一种饲养的黄蜂(Masarinae)的亚家族,其物种数量也很小(约350)。然后,与花粉黄蜂相比,为什么蜜蜂如此多样化。事实证明,花粉喂养的黄蜂是仅在几个宿主植物上喂养的专家。
“更广泛的结论将是,饮食的改变不一定会导致多样化,除非有其他事情发生,比如饮食的扩大,”该论文的资深作者丹佛斯说。
这项研究由美国国家科学基金会资助。