古昆虫植食的自然历史

昆虫植食是昆虫与植物相互作用关系中最重要的组成部分。探索地史时期陆地生态系统中昆虫植食行为的起源与演化是探究古环境重建及古气候变化的重要切入点,其结果将更好地揭示现生昆虫取食行为背后的生物学及生态学意义。本文梳理了昆虫植食的研究历史;阐述了植物化石上的生物损伤与非生物损伤的主要区别;介绍了昆虫植食研究的化石证据以及功能性取食组-损伤类型研究体系(Functional feeding group-damage type,FFG-DT)。昆虫植食多样性在地质历史时期的演化过程分为8个阶段:(1)志留纪—泥盆纪(444~359 Ma)为昆虫植食的起源时期;(2)石炭纪(359~299 Ma)为昆虫植食的扩张时期;(3)二叠纪(299~252 Ma)为昆虫植食的稳定时期;(4)三叠纪(252~201 Ma)晚期,昆虫植食再次多样化;(5)侏罗纪(201~145 Ma)昆虫植食程度进一步加强;(6)白垩纪(145~66 Ma)裸子植物逐渐为被子植物所替代,昆虫植食大幅度增加;白垩纪末期,昆虫植食水平下降;(7)古近纪(66~23 Ma)昆虫植食水平提高;(8)新近纪(23~2.6 Ma)昆虫植食与现代基本相似。影响昆虫植食的主要因素包括气候环境、昆虫和植被多样性、昆虫口器类型、植物群落组成和微生物等。目前,统一昆虫植食研究体系和方法、填补各历史阶段的缺失信息等问题在昆虫植食研究中亟待解决。