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最早的昆虫远不止六条腿 |
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此前收集的化石为探究昆虫起源提供了珍贵宝库 |
学童们都会学到一个关于昆虫的基本事实:昆虫有六条腿。但在数亿年前,当这类生物最初演化出现时,有些昆虫的腿要多得多。这是一支古生物学家团队重新检验了在伊利诺伊州、得克萨斯州和苏格兰发现的四块神秘化石后得出的结论。研究人员称,发表于《自然》杂志的这项发现表明,这些多足生物是现代有翅昆虫与其祖先之间的缺失环节。
一种生活在3.24亿年前的早期昆虫,名为“先驱乔昔虫”(图中为艺术家复原图),其身体中部有六条腿,尾部还有多对腿。图片来源:CHAO TAN
“先驱乔昔虫”化石最初于1985年在德克萨斯州西部的一个曾为古代海底的地点被发现。图片来源:Erik Tihelka
美国自然历史博物馆的古生物学家兼昆虫学家David Grimaldi并未参与这项研究,他表示,这项研究“极大地改变了我们对昆虫起源的认知”。
昆虫是最成功、多样性最丰富的陆生动物,旗下包含数百万个物种。剑桥大学古生物学家Erik Tihelka表示:“但我们对它们的起源几乎一无所知。”昆虫的祖先是虾、磷虾这类海洋甲壳类动物。但究竟是什么生物爬上了陆地一直是个谜,因为早期昆虫的化石数量极少。
大约5年前的一天,Tihelka在一本老旧的俄语书籍中注意到一幅墨线画,画中是一块约名片大小的奇特化石,这引起了他的兴趣。研究人员于1985年在得克萨斯州西部名为特斯努斯组(Tesnus Formation)的古生物遗址发现了这块化石,该遗址由3.24亿年前的水下沉积物形成。研究人员最初将该标本描述为一种幼年甲壳类动物,但Tihelka对此存疑。他追踪到这块化石存放在圣地亚哥自然历史博物馆的一个抽屉里,随后利用偏振光对其进行了更细致的检测。Grimaldi表示,这项技术帮助凸显了一些此前被忽略的“保存完好的精美细节”。
Tihelka和同事们意识到,这种生物兼具昆虫和甲壳类动物的特征。它的躯干分为三部分,长有三对步足;腹部有11个体节,还有一根长尾须和一条产卵管,此外还有一对不分枝的触角。总的来说,这些特征都与现代昆虫相符,而非甲壳类动物。但它的腹部也长有多对足,这是典型的甲壳类动物特征。
纳瓦霍人的创世故事中,地球上最早的居民是类昆虫生物,因此Tihelka和团队用纳瓦霍语中表示“昆虫”的词汇,将这块化石命名为Chosha praecursor,选择了比拉丁学名更具诗意的名称。
随后,他和同事将研究转向了另外三块令人费解的化石,这些化石的腹部同样长有足或类似足的残肢。其中一块来自苏格兰,另外两块出土于伊利诺伊州。来自苏格兰的标本名为Leverhulmia,最初被认为是千足虫的近亲,生存于4.05亿年前。两块伊利诺伊州的化石则生存于约1亿年后。综合这四块化石来看,早期的无翅昆虫在体型和足的数量上具有相当丰富的多样性。
此外,它们保留了一些特征,使其能够在陆地和海洋两种生境间切换。例如,Chosha的腹足末端扩展成“桨状”,可能帮助它们在水中活动,也可能起到鳃的作用。Tihelka认为,“生物登陆可能是一个渐进的过程”。
他解释道,这些物种的后代都灭绝了,但有一类早期昆虫存活了下来,“最终演化成了如今所有的甲虫、蜜蜂和蝴蝶”。而如今昆虫六条腿的标准形态,“是漫长演化过程中淘汰掉多余足之后留存下来的结果”。(来源:中国科学报 方子逸)
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10961-2