南京古生物所发布新成果:化石揭示1.8亿年前蜉蝣大型“相亲现场”
2022-06-03 09:44

 “寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟。”虽然可能很多人没有见过蜉蝣这种昆虫,但你可能还会记得《赤壁赋》中的这一句。最近中科院南京地质古生物研究所再出新成果,研究人员在研究人员在广西贺州市西湾盆地发现了丰富的海陆相动植物化石,建立了“西湾生物群”。这其中,科研人员发现了一层壮观的蜉蝣成虫集群化石,蜉蝣个体数量高达数百只。研究发现,这是目前最古老的昆虫“婚飞”行为,距今大约1.8亿年。所谓的“婚飞”行为,为指的是昆虫羽化之后集群繁殖的现象,通俗说,就是昆虫的大型“相亲现场”。

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石梯组保存的蜉蝣集群

“西湾生物群”里包括鲨鱼卵鞘

近日,中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生张前旗在研究员王博和张海春的指导下,与广西地质调查院工程师王学恒等合作,对我国南方多个地区的中生代早期陆相地层开展了详细的调查工作。

科研人员在广西贺州市西湾盆地下侏罗统石梯组中发现了丰富的海陆相动植物化石,开展了详细的分类学、埋藏学和沉积学等的研究。

本研究基于各类动、植物化石建立并命名了“西湾生物群”。西湾盆地中生界研究历史悠久,中科院院士、南京古生物所研究员斯行健、周志炎均曾研究过产自西湾的植物化石,其中石梯组的昆虫化石曾由研究员林启彬集中报道。本研究开展了地层学、古植物学、古昆虫学和沉积学等多学科的综合性研究,将石梯组发现的鲨鱼卵鞘、昆虫及植物等化石与前人报道的其他化石综合命名为“西湾生物群”。

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“西湾生物群”化石产地剖面

在早侏罗世,蜉蝣就举办大型相亲会

科研人员在石梯组发现了一层壮观的蜉蝣成虫集群化石,蜉蝣个体数量高达数百只。这些蜉蝣为一新分类群——张氏侏罗沙蜉,归入沙蜉科,在分类位置上属于蜉蝣的基干类群。专家告诉记者,这是沙蜉科在中国的首次发现,且是该科已知保存最完整的化石。

化石层中蜉蝣成虫互相重叠,虫体朝向各异。根据化石层中381只成虫保存方向的统计数据图,显示这些蜉蝣化石无明显的定向性。

“蜉蝣常被认为‘朝生暮死’,寿命极短,但其实它们变为成虫之前,要在水中度过一段时光。”中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生张前旗告诉记者,现生蜉蝣生命周期的大部分时间都生活在水中,羽化后的成虫通常只能存活数小时至几天。

而就在短暂的成虫阶段,蜉蝣还要完成繁衍的任务。张前旗说,雄性个体在空中形成密集的集群,雌性个体必须在飞入并穿过雄性集群过程中找到雄虫交配,再找到合适的地方产卵,才能实现后代的繁衍。

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西湾盆地早侏罗世生态系统复原图(南京古生物所杨定华绘制)

婚飞是昆虫的一个基本行为,广泛存在于原始类群和高等类群中,许多昆虫都有这一习性。每当春夏之际,南方的小伙伴们总是能遇到成群飞虫的“恐怖袭击”。虽然,这种大型飞虫集会对虫恐和密恐者非常不友好,但是为了找对象、生宝宝,许多昆虫不得不定期举行一场这样的“相亲会”。而本次发现表明,这种复杂的集群婚飞行为在早侏罗世就已存在于蜉蝣基干类群中。

最古老的昆虫“资源脉冲效应”

本研究揭示了迄今最古老的昆虫资源脉冲效应。那么什么是“资源脉冲”呢?专家解释说,资源脉冲是指短时间内出现大量可用资源的事件。资源脉冲事件是不同生态域之间能量、营养和生物量运移的重要机制。

蜉蝣等水生昆虫在食物网中扮演重要角色,是水生植物的分解者和消费者,同时成为鱼类和其他捕食者的食物。当水生昆虫从水中羽化、扩散到陆地并寻找配偶时,它们便成为陆地食物网的重要组成部分。除了为捕食者提供食物外,突然出现的昆虫集群还可以对湖泊和溪流附近的植物群落产生“增肥效应”,原因在于这些昆虫的集群死亡和分解能够转变成生态系统的肥料。

结果表明,侏罗纪蜉蝣短时间之内从水中集群羽化,形成了从水到陆的昆虫“脉冲”,这可能导致滨水栖息环境生态系统通量的巨大变化,进而影响基础生态、生物地球化学循环。

扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹

视频 于丹丹

校对 盛媛媛

编辑 : 郭凤

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