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1亿年前白垩纪缅甸琥珀中昆虫化石的研究揭示中生蝎蛉长口器的起源

1亿年前白垩纪缅甸琥珀中昆虫化石的研究揭示中生蝎蛉长口器的起源

1亿年前白垩纪缅甸琥珀中昆虫化石的研究揭示中生蝎蛉长口器的起源

1亿年前白垩纪缅甸琥珀中昆虫化石的研究揭示中生蝎蛉长口器的起源

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:中生代存在着一类特殊的长翅目昆虫——中生蝎蛉,它们具有特化的、明显伸长的口器,被认为是被子植物大辐射之前的裸子植物的重要传粉者。近日,科研人员通过对约1亿年前白垩纪缅甸琥珀中昆虫化石的研究,揭示了这类生物的长口器的起源。相关研究成果于2020年3月4日在线发表于《科学》(Science)杂志子刊《科学进展》(Science Advances)。

中生蝎蛉广泛分布于我国侏罗纪燕辽生物群、白垩纪热河生物群和缅甸琥珀生物群。在中生蝎蛉总科中,阿纽蝎蛉科(Aneuretopsychidae)是已知第一个具长口器的长翅目昆虫,其口器结构被认为是与跳蚤同源。因此,阿纽蝎蛉科的口器对于我们了解长口器的起源和蚤目的起源具有重要意义。但已知标本都是基于二维的岩石印痕化石,其口器细节结构仍不清楚,并存有很大争议。

中国科学院南京地质古生物研究所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”的硕士研究生赵向东在王博研究员和张海春研究员的指导下,通过对白垩纪缅甸琥珀(约1亿年前)中的阿纽蝎蛉科昆虫的研究,为我们了解传粉和吸血昆虫的早期演化提供了新证据。

研究团队发现阿纽蝎蛉科口器主要包括三个部分:一个细长的舌,其两侧发育有一对散开的外颚叶。其舌的腹侧有横向的凹槽,上面有一个向上开口的食道,作为食物进入咽部的通道;外颚叶的外表面同样有横向的凹槽和硬环,硬环可以控制口器的弯曲程度。在进食时,外颚叶会暂时闭合并包裹住舌,形成功能性的虹吸口器。该形态学特征表明阿纽蝎蛉科口器为下颚起源,从而否定了下唇起源的假说。

研究团队对38个化石类群的54个特征进行系统发育分析,结果表明中生蝎蛉总科为一单系群,其长口器可能起源于二叠纪晚期。

此外,细致的解剖学分析表明,阿纽蝎蛉科和中生蝎蛉总科的口器与跳蚤不同,因此这些蝎蛉都不是蚤目的姊妹群。目前,在缅甸琥珀中已经发现了包括长翅目、脉翅目和双翅目在内的至少5个科的长口器昆虫,进一步表明了白垩纪中期传粉昆虫的多样性和复杂性。

本研究为解释蝎蛉长口器起源、蚤目起源以及白垩纪传粉昆虫演化提供了新见解。

相关研究工作由中国科学院、科技部和国家自然科学基金委资助。南京古生物所方艳高级工程师提供了激光扫描共聚焦显微镜技术支持,画师杨定华绘制了二维和三维复原图。

论文信息:Zhao Xiangdong, Wang Bo*, Bashkuev A.S., Aria C., Zhang Qingqing, Zhang Haichun, Tang Wentao, Engel M.S. (2020) Mouthpart homologies and life habits of Mesozoic long-proboscid scorpionflies. Science Advances, 6: eaay1259.

相关报道:古生物学家发现1亿年前长嘴怪虫

(神秘的地球uux.cn报道)据环球时报:由中、俄、法、美四国古生物学者组成的研究团队,最新在约1亿年前的白垩纪缅甸琥珀里发现一类跟蚊子有亲缘关系的远古昆虫。这类昆虫在身体形态、取食方式上跟蚊子颇为相似,但却长有一个超过身体长度一半的“超长嘴巴”,堪称蚊子在远古时期的“怪亲戚”。

相关研究成果已于3月5日发表在《科学》杂志子刊《科学进展》上。

领导此项研究的中科院南古所研究员王博介绍,新发现的这类远古昆虫被命名为缅蝎蛉。它们体长约7毫米,形态上看,很像一只放大版的蚊子。但蚊子有一对翅膀,缅蝎蛉有两对。另外一项不同是,蚊子的嘴一般比较短小,而缅蝎蛉却拥有长达3至4毫米的“超长嘴”,其嘴部长度甚至超过体长的二分之一。

缅蝎蛉的“超长嘴”还有复杂的内部结构。它由外部两个半圆柱状的外套和中间一条长舌共同组成。嘴一张开,就像有三根长长的尖刺共同伸出,组成类似“三叉戟”的形状。而当尖刺刺穿了障碍,顺利取到食物,外侧的两瓣外套就闭合形成一个封闭的“吸管”,食物顺着这根吸管进入缅蝎蛉体内。

“动物形态与它们的生存环境密切相关。现在蚊子的嘴和翅膀与1亿年前的缅蝎蛉明显不同,这很可能说明外部环境,比如它们赖以取食的植物等,出现了很大变化。我们可以据此还原反推,得出更多有价值的远古环境信息。”王博说。




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