央廣網北京12月10日消息(記者富賾)據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道,近日,中國科學院南京地質古生物研究所科研團隊在距今約1.3億年前的黎巴嫩琥珀中發現了已知最古老的蚊子化石。這項新發現還證明了在蚊科演化的早期階段,雄性的蚊子也是吸血的,并揭示了昆蟲早期的吸血行為比我們想象的更為復雜。這一成果最近在國際學術期刊《當代生物學》發表。
此次發現的雄蚊化石標本(左為琥珀中的遠古蚊子標本,右為琥珀薄片)圖源:中國科學院南京地質古生物研究所
和其他化石相比,琥珀化石有哪些區別?當時進行這項研究有哪些機緣?如何確定這兩只雄蚊子是吸血的?雄蚊又為什么從吸血改為了“吃素”?這在進化上有什么好處?
琥珀化石與普通化石有何區別?
中國科學院南京地質古生物研究所研究員黃迪穎介紹,早白堊世的黎巴嫩琥珀保存了已知最古老的琥珀生物群,黎巴嫩籍研究員丹尼·阿扎經過20余年的研究,發現并采集了400余處黎巴嫩琥珀產地,此次研究成果就來自其中2塊保存了精美蚊子的琥珀。
與保存在頁巖中的化石不同,琥珀中的昆蟲化石更為立體,構造更加精細,對了解古代昆蟲行為學和分類學有很大優勢。由于琥珀需要洗凈、打磨甚至切成薄片,才能看清琥珀里的具體生物,因此丹尼·阿扎長時間里并沒有關注到這兩塊蚊子琥珀,直到去年整理琥珀時才發現。當時,丹尼·阿扎已經開始對其進行研究,今年2月又被引進到中國科學院南京地質古生物研究所,借助所里的先進設備,得以看清蚊子更多的精細構造,進行更深一步的研究。
刺吸式口器,雄蚊吸血的鐵證
這兩枚琥珀中的蚊子化石是目前已知最古老的蚊子化石。黃迪穎介紹,此前曾在緬甸琥珀中發現的最古老蚊子化石距今1億年,此次的兩只蚊子化石通過海洋生物定年法測定距今約1.3億年,將蚊子的化石記錄提前了近3000萬年。
借助南京地質古生物研究所的激光共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡等先進科學儀器,研究人員得以看清蚊子的具體構造。通過觀察生殖構造,研究人員判定這兩只蚊子為雄性;通過觀察口器構造,研究人員發現這兩只雄蚊均保存了特有的刺吸式口器:包括呈尖銳三角形的下顎及延長的具有小齒的構造等。如今的雌蚊依然具有刺吸式口器用于吸血,而雄蚊口器退化則多吸食花露和真菌。此次雄蚊刺吸式口器的發現,可以推測約在1.3億年前雄蚊也是吸血昆蟲。
雄蚊為啥改“吃素”了?
黃迪穎介紹,吸食血液是一種較為高效的能量獲取方式。分子生物學證據表明,蚊子起源于距今約2億年前的侏羅紀時期,如今發現的蚊子化石與蚊子出現還存在約0.77億年的演化歷史空白,因此蚊子從何時開始吸血目前還不得而知。但雄蚊后來改成吸食植物,可能與后來生態系統環境的改變有關。
在距今約1.25億年至0.88億年前,地球上的被子植物大量出現,取代了之前的裸子植物,成為地球主宰。這些被子植物能夠提供花粉花蜜,也能滿足一定的能量需求,蚊子因此有了更多的食物來源。并且,與吸食動物的血液相比,吸食植物相對較為安全。此外,之所以是雄蚊做出改變,可能與雄蚊不需產卵,對能量需求比雌蚊低有關。
現今的蚊科具有超過3000種不同類型的蚊子,但人類對它們的起源和早期演化的了解卻極為有限。黃迪穎表示,對蚊子起源及演化的研究可能為探索昆蟲與脊椎動物之間的聯系提供線索,是人類探索地球發展的重要一環。
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