甲虫類の初期進化にペルム紀末期の森林伐採が影響していたことが判明

甲虫類の初期進化にペルム紀末期の森林伐採が影響していたことが判明 生物学

ペルム紀末期の大量絶滅によって、地球上の生態系は大きく崩れました。

昆虫は過去約4億年の間に多様化し、現在の地球上の生物多様性の約半分を占めています。

しかし、EPMEに対する昆虫の生態学的な反応については、まだよくわかっていない。

甲虫は、現存する昆虫の中で最も特異なグループであり、少なくとも二畳紀最下部までの層序を持っています。

甲虫は二畳紀以降の化石記録が豊富で、多様な生活様式を持っています。

そのため、昆虫の化石記録は、ペルム紀末期の大量絶滅に対する昆虫の生態的反応を研究する上で、ユニークで補完的な視点を提供してくれます。

最近、中国科学院南京地質古生物研究所(NIGPAS)のZHAO Xianye大学院生、WANG Bo教授をはじめ、中国、ロシア、米国、英国の研究者が初期の甲虫の進化の歴史を分析しました。

その結果、木を食べる甲虫はペルム紀の炭素循環において重要な役割を果たしていたと考えられ、初期の古甲虫はペルム紀末期の森林伐採によって深刻な生態学的影響を受けたことが示唆されました。

これらの結果は、ディープタイムの陸生生態系における昆虫の生態学的役割や、森林破壊や地球温暖化に対する昆虫の生態学的反応について、新たな知見を提供するものです。

本研究成果は、2021年11月8日に国際学術誌「eLife」に掲載されました。

研究チームは、化石の分類学的な改訂に基づいて、二畳紀初期から三畳紀中期までの甲虫類の最新のデータベースを作成しました。

そして、二畳紀前期から三畳紀中期にかけての甲虫類の分類学的な多様性、形態的な差異、古生態学的なシフトの進化を、系統学的、古生態学的な復元、化石資料の形態空間分析によって解析しました。

その結果、ペルム紀の木食性の甲虫はペルム紀末の大量絶滅期に森林生態系の崩壊が主な原因で深刻な絶滅に見舞われ、木食性の甲虫の三畳紀初期のギャップが生じたことが明らかになりました。

しかし、中期三畳紀初期になると、新たな食虫植物が広く出現し、森林生態系の回復と一致します。

なぜなら、ペルム紀の甲虫の多くは、生きた木質の茎や死んだ木質の茎を食べる食虫であったと考えられるからです。

さらに、ペルム紀の酸素濃度の低下には、木食性の甲虫が関与していた可能性もあります。

今回の研究は、ディープタイムの陸生生態系における昆虫の生態学的重要性を浮き彫りにしている。

現存する昆虫は、人為的な森林伐採や地球温暖化などの影響で、生息数や多様性が激減しています。

しかし、絶滅の危機に瀕している昆虫の中でも、木食性のものはほとんど無視されてきました。

今回の研究は、世界が地球環境の変化に直面している中で、昆虫の多様性と生息数の将来的な変化、およびその結果について、研究者がよりよく理解するのに役立つと考えられます。

本研究は、中国科学院および中国国家自然科学基金の支援を受けて行われました。

Published by Chinese Academy of Sciences. Xianye Zhao et al, Early evolution of beetles regulated by the end-Permian deforestation, eLife, (2021). DOI: 10.1101/2021.10.12.464043