化石里的“蜉蝣之羽”

作者: 黄建东,史宗冈,任东,贾婷

来源: 科学世界

发布日期: 2017-03-28

本文介绍了蜉蝣这一古老昆虫的特性、生活习性及其化石的研究价值,特别是中国东北地区的蜉蝣化石珍品,展示了这些化石在古生物学研究中的重要地位。

好书推荐 | 化石里的“蜉蝣之羽”科学世界 2017-03-28 18:01:42 ↑↑点上面蓝色小字 | 关注↑↑我们是中科院主管、科学出版社主办,与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。【如需转载,请在后台留下您的公众号,获得授权后方可转载】撰文/ 黄建东,史宗冈,任东,贾婷 蜉蝣之羽,衣裳楚楚;蜉蝣之翼,采采衣服。

——《诗经·曹风》▲ 蜉蝣(史宗文摄影)蜉蝣目“Ephemeron”表示“仅一天的生命”或“朝生暮死”的意思。蜉蝣具有古老而特殊的形状,是最原始的有翅昆虫。全世界现存蜉蝣种类有2250多种,我国约有250种。蜉蝣的成虫身体小巧柔软,体长在3mm到30mm之间,体色呈褐色或淡黄色,头部小,触角短,呈刚毛状。复眼发达。咀嚼式口器,因成虫不取食,口器极为退化。

前后翅均膜质,呈透明状,前翅大,呈三角形;后翅小,一般呈圆形;翅脉复杂,有较多的闰脉和横脉,显示了昆虫纲古老原始的特征。休息时四翅展开,竖立于身体背面,与豆娘相似。足细长,用于攀附。腹部10节,腹端有2条极长而多节的尾须以及1条细长的中尾丝,后者或缺。蜉蝣的生命虽然短暂,却格外的充实繁忙,在这短暂的时间里它们得飞行、婚飞、交配、产卵等一系列的工作。

蜉蝣的幼虫在水中生活,它们行动缓慢,靠吃藻类和腐叶的碎片生活。而成虫的口腔与消化器官退化,丧失了进食功能。蜉蝣从幼虫羽化为成虫,只是为了要繁衍后代。如此“短命”的昆虫却在这个世界上顽强的存在了3亿多年。蜉蝣凭借自身独特的生活方式在大自然的浪涛中奋力前行,无数庞大的生物都倒下了,而它们却仍然繁盛如初。蜉蝣的化石往往是我们研究古环境的重要材料。蜉蝣目是昆虫纲中非常古老的类群,化石种类丰富。

由于其翅脉比较原始,系统地位独特,因此研究蜉蝣目昆虫化石不仅对探讨蜉蝣类群的起源、演化和生活习性、恢复当时的生态环境等方面具有重要的意义,而且对于研究其它有翅昆虫及其翅的起源与演化、不同地质时期古地理、古气候、地球演变和生物进化等具有重要的参考价值。世界蜉蝣化石的研究最早始于19世纪初,至今已有170多年的历史了。研究内容不仅限于蜉蝣形态的描述,还涉及其生态、地理分布、系统发育等方面。

蜉蝣化石分布广泛,除南极洲外,其余各大洲均有发现,且涉及的地质时代久远,广义的蜉蝣目昆虫从石炭纪晚期到新近纪的上新世中均有发现。到2008年底,已描述的化石种类达43科、134属、236种。著名的古生物学家秉志是我国蜉蝣目化石研究的第一人,1928年,他在研究中国晚侏罗世—早白垩世昆虫化石时,重新描述了一个已发表的种Ephemeropsis trisetalis,从而开始了我国蜉蝣目化石的研究。

迄今为止,我国古昆虫学者已经描述了9科20属31种,化石产地主要集中在中国东北、西北和华南地区。其中辽宁、河北和内蒙古中生代晚期的蜉蝣化石标本种类丰富,保存精美,结构清晰,占据了蜉蝣目化石种类的半壁江山,具有极高的科研意义和观赏价值。

目前正式发表的中国北方中生代晚期蜉蝣目化石涉及7科12属15种,化石采自中侏罗世的海房沟组和九龙山组,晚侏罗世——早白垩世的义县组(张俊峰,2006; Zhang and Kluge, 2007; Huang, et al. 2007a, 2008)。最古老的蜉蝣化石发现于石炭纪。

在我国东北地区的中侏罗世—早白垩世(距今1.65亿~1.20亿年)的化石中蜉蝣稚虫数量极其丰富,但蜉蝣成虫化石数量很少,目前仅发表了3属4种。以下展示了中国东北蜉蝣目代表性化石珍品。▌短丝蜉科 Siphlonuridae Banks, 1900广义的短丝蜉科在现生蜉蝣中是一个非常大的类群,而且化石记录也极为丰富。从中三叠世早期到中新世,全世界报道了该科化石标本共27属38种。

代表性化石珍品为卵形多分支蜉(Multramificans ovalis Huang, Liu et Sinitshenkova, 2007)和可爱侏罗短丝蜉(Jurassonurus amoenus Huang, Ren et Sinitshenkova, 2008)。

▲ 卵形多分支蜉 CNU-E-DHG-2006001-1▲ 可爱侏罗短丝蜉 CNU-E-DHG-2006006-1(史宗冈博士捐赠)▌六族蜉蝣科Hexagenitidae Lameere, 1917六族蜉蝣科是一个灭绝类群,最早的化石发现于俄罗斯外贝加尔和蒙古的下—中侏罗统地层中(Siberiogenites Sinitshenkova, 1985),在德国索罗霍芬侏罗纪晚期已较为普遍,特别是在早白垩世,该科广泛分布,呈大量埋藏状态,是当时蜉蝣目昆虫的优势类群(Kluge and Sinitshenkova, 2002; Kluge, 2004)。

乌克兰、阿尔及利亚、俄罗斯外贝加尔、蒙古、中国和巴西都有该科的报道。我国东北代表性化石珍品为六小脉美丽蜉(Epicharmeropsis hexavenulosus Huang, Ren et Shih, 2007)和四小脉美丽蜉(Epicharmeropsis quadivenulosus Huang, Sinitshenkova et Ren, 2007)。

▲ 六小脉美丽蜉 CNU-E-YX-2007001-1(史宗冈博士捐赠) ▲ 四小脉美丽蜉 CNU-E-YX-2007002蜉蝣是非常脆弱的,脆弱到禁受不住一丁点的风吹雨打,然而它却是最坚韧、最有毅力的。大自然只给了它一天的生命,却用漫长的时间来考验它,如果它忍耐不住这漫长的考验,那就永远不可能等到展翅飞行的那一刻,为了下一代生命的一刻,即使这一刻是如此短暂。

生命的意义非常简单,展翅飞起之时,充满着期望与勇气,它那飘逸的倩影在阳光下是那样的优美。完成使命以后,安详地离去,留下无数璀璨的光芒。新书速递 Let's reading!本文摘编整理自任东、史宗冈、高太平、姚云志、赵云云等著《中国东北中生代昆虫化石珍品》一书“第3章 中生代与昆虫伴生的动植物”,有删节,标题为编者所加。

《中国东北中生代昆虫化石珍品》展示了我国东北地区距今 1.65亿年至1.20亿年的昆虫化石珍品。全书不仅仅着眼于昆虫化石的分类或形态学描述,更侧重阐述这些珍贵化石标本背后所蕴涵的科学意义,同时还包括了化石的地质层位、系统演化、伴生动植物、古生态环境、访花与授粉、拟态等知识。

栩栩如生的化石标本、精美绝伦的现生昆虫照片、生动有趣的文字叙述、回味无穷的小故事等为我们揭开了亿万年前地球上这些渺小而强大的精灵——昆虫的秘密。在恐龙称霸的时代,昆虫已经分化成许多的类群,它们在生态系统中扮演着极为重要的角色,成为了生物演化上一个非常成功的典范,我们将透过这些稀有的化石珍品一探究竟。

中国东北中生代昆虫化石珍品作者:任东等ISBN:978-7-03-0329110畅游在两亿年前的海洋作者:李锦玲ISBN:978-7-03-0239730回复“0”,获取微信目录回复“订阅”,了解杂志订阅方式❤❤《科学世界》2017年第3期~宇宙大结构~热卖中!❤❤

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