内蒙古赤峰地区侏罗系地层中发现怪异昆虫化石——侏罗奇异虫
2014-07-01 11:21:36   来源:化石网   评论:0 点击:

奇异虫化石,侧面保存的标本奇异虫化石,背腹保存的标本奇异虫复原图奇异虫生态重建(化石网报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:双翅目昆虫(例如蚊子、苍蝇)与人类的关系特别紧密,许多类群为寄生生活,


奇异虫化石,侧面保存的标本



奇异虫化石,背腹保存的标本



奇异虫复原图



奇异虫生态重建

(化石网报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:双翅目昆虫(例如蚊子、苍蝇)与人类的关系特别紧密,许多类群为寄生生活,是重要的致病害虫。尽管双翅目昆虫在三叠纪早期就已经出现,但其寄生行为和吸血行为演化较晚,具体时代仍有争议。寄生昆虫一般分为体外寄生(外寄生)和体内寄生(内寄生)两类。现生寄生昆虫得到了广泛研究,但其起源和早期演化一直吸引着生物学家和古生物学家的关注。由于其独特的习性,寄生昆虫很少能保存为化石;此外一些有争议的化石也缺少明确的寄生形态特征。因此,化石证据缺失严重阻碍了我们对古代昆虫寄生行为的了解。

近期,南京古生物所张海春研究员研究团队与临沂大学等单位紧密合作,在内蒙古赤峰地区侏罗系地层中发现了一类怪异的昆虫化石,经过系统研究,将其鉴定为双翅目伪鹬虻科的幼虫,并命名为“侏罗奇异虫”。该化石揭示了昆虫幼虫一个极端特化实例,并代表了已知最早的水生外寄生昆虫。

奇异虫长相十分怪异。其体长约2厘米,腹部尾节具有三对呼吸器官,前两对为柔软的呼吸鳃,后一对较为骨化,上有气孔。这些特征见于水生昆虫,表明奇异虫应为水中生活。奇异虫最特别的形态特征是胸部具有一个膨大的圆形吸盘,吸盘上附有6个辐射状排列的脊。这些突起的脊主要用于提升吸力,并加强摩擦力以防止吸盘侧向滑动,类似的结构常见于工业上的特种防滑吸盘。这种带脊的吸盘是首次在昆虫发现,很可能是由原来的三对胸足特化形成。奇异虫腹部具有6对粗短的伪足,足上具两列锋利的小勾,同时伪足上还有较长的倒刺,这些结构可使奇异虫在水中高阻力的情况下牢固附着在寄主身上。奇异虫头部很小,明显退化,口器为刺吸式,其大鄂为钩状,大鄂中部有纵向凹槽,用于吸食寄主的血液或其它体液。功能形态学分析表明奇异虫应为一类水栖、营外寄生生活的幼虫。道虎沟古湖泊当时缺少鱼类,但各种蝾螈类极其繁盛。奇异虫很可能寄生于蝾螈鳃后部的皮肤或其它隐蔽部位,吸食血液或体液,堪称为侏罗纪的水中“吸血鬼”。

双翅目伪鹬虻科是一个小类群,其姊妹群为常见的虻科(例如牛虻),两者共同组成一个单系类群。伪鹬虻和牛虻的幼虫皆为捕食性,可捕食小型昆虫甚至青蛙;部分成虫可吸食哺乳动物和两栖类的血液。先前伪鹬虻科最早化石记录来自早白垩世;南京古生物所张俊峰研究员曾报道了山东莱阳组地层中的伪鹬虻成虫化石。分子系统学研究表明伪鹬虻科和虻科的起源和初步分化时间约为侏罗纪早中期。奇异虫是该类群已知最早的化石,进一步支持了分子系统学的研究结果。

本研究为我们了解中生代昆虫与脊椎动物的生态关系提供了重要证据,同时也为研究昆虫的形态特化提供了新见解。研究成果6月25日在线发表于国际著名刊物《eLife》。两位评审专家一致认为“(该论文)是昆虫古生物学和演化研究一个极高的贡献”。美国科学院院士,德国马普学会发育生物所Detlef Weigel教授撰写了相关推荐文章。《eLife》杂志同时也刊发了西班牙地质所Peñalver博士和哈佛大学比较动物学博物馆Pérez-de la Fuente博士撰写的解读文章《解开远古幼态昆虫的秘密》。

本项研究得到中国科学院、科技部、国家自然科学基金委和现代古生物学和地层学国家重点实验室的资助。

相关论文:Chen Jun, Wang Bo*, Engel M.S., Wappler T., Jarzembowski E.A., Zhang Haichun, Wang Xiaoli, Zheng Xiaoting, Rust J. Extreme adaptations for aquatic ectoparasitism in a Jurassic fly larva. eLife, 3:e02844. doi: 10.7554/eLife.02844.

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