在自然界中,擬態(tài)是生物在長(zhǎng)期演化過(guò)程中形成的重要生存策略。通過(guò)在形態(tài)、顏色、行為等方面模仿周?chē)h(huán)境或其他物種,從而有效躲避天敵或吸引獵物。無(wú)論是枯葉蝶似落葉、竹節(jié)蟲(chóng)像樹(shù)枝,還是蘭花螳螂擬花瓣,都是擬態(tài)這一策略的生動(dòng)體現(xiàn)。
動(dòng)物擬態(tài)(圖源網(wǎng)絡(luò))
擬態(tài)在現(xiàn)生昆蟲(chóng)中屢見(jiàn)不鮮,但在化石記錄中卻極為罕見(jiàn)。這主要是因?yàn)榛y以保存昆蟲(chóng)和植物的共存證據(jù),使得目前能夠明確證實(shí)昆蟲(chóng)擬態(tài)某種特定植物的案例十分稀少。
鎖住時(shí)光的“生態(tài)現(xiàn)場(chǎng)”
內(nèi)蒙古寧城道虎溝化石產(chǎn)地是世界著名的中生代化石寶庫(kù),以保存精美的動(dòng)、植物化石而聞名,為研究者探索侏羅紀(jì)陸地生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)、植物的交互關(guān)系提供了絕佳條件。
在內(nèi)蒙古寧城道虎溝生物群中,中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了距今約1.65億年的三種阿博鳴螽(Aboilinae)化石,其前翅上特化的色斑形態(tài),與同層位大量出現(xiàn)的本內(nèi)蘇鐵類(lèi)植物異羽葉(Anomozamites)葉片驚人相似。
這是首次在同一個(gè)化石層中同時(shí)找到擬態(tài)昆蟲(chóng)與目標(biāo)植物的明確證據(jù),為還原侏羅紀(jì)昆蟲(chóng)多樣的生存策略提供了極為珍貴的“時(shí)空快照”。
道虎溝生物群中的擬態(tài)型鳴螽前翅(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)[1])
異羽葉化石(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)[1])
翅膀上的“葉片”圖案
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),這些鳴螽化石標(biāo)本前翅均具有顯著的橫向斑塊與縱向條紋,且排列方式和形態(tài)與異羽葉高度相似,主要包括兩個(gè)類(lèi)型:
層狀阿博鳴螽(Aboilus stratosus):前翅具有6–7條近乎平行的橫向矩形斑塊,延伸至翅的前、后緣,并被一條縱向條紋貫穿。翅端部處的斑塊縮小,形態(tài)與異羽葉頂端的小葉幾乎一致(見(jiàn)圖3A)。
曲阿博鳴螽(Sigmaboilus)未定種:前翅斑紋更為特殊,一條傾斜的縱向條紋將數(shù)個(gè)橫向斑塊連接起來(lái)。這種翅斑樣式非常像異羽葉葉片沿中軸一側(cè)的半邊結(jié)構(gòu);當(dāng)雙翅合攏時(shí),整體輪廓就相似于一枚完整的葉片,且斑塊從基部向端部逐漸變長(zhǎng),更接近異羽葉葉片基部的形態(tài)(圖3B)。
兩種擬葉鳴螽化石的重建((圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)[1]))
尋找擬態(tài)關(guān)系的線(xiàn)索
在古生物學(xué)研究中,擬態(tài)關(guān)系的成立往往需要更有力的證據(jù),不能僅靠“長(zhǎng)得像”來(lái)進(jìn)行判定,還需要結(jié)合潛在的生態(tài)證據(jù)。
首先,異羽葉從晚三疊世至早白堊世廣泛分布于勞亞大陸,是道虎溝生物群的標(biāo)志性植物。統(tǒng)計(jì)分析顯示,阿博鳴螽類(lèi)的物種多樣性變化趨勢(shì)與異羽葉表現(xiàn)出同步性,二者在時(shí)間和空間上高度重疊,體現(xiàn)出潛在的生態(tài)共現(xiàn)關(guān)系。
其次,研究人員發(fā)現(xiàn),道虎溝的許多異羽葉小葉邊緣均有規(guī)則的圓齒狀取食痕跡。侏羅紀(jì)的直翅目昆蟲(chóng)(如鳴螽)被認(rèn)為是這類(lèi)痕跡的主要“嫌疑犯”。而阿博鳴螽正是該生物群中體型較大的植食性昆蟲(chóng)代表,它們完全有可能以這些異羽葉的葉片為食。
結(jié)合以上線(xiàn)索,研究人員推測(cè),這些古老的鳴螽很可能像它們的現(xiàn)代親戚——擬葉型的螽斯,采取“靜默求生”的策略:棲息在目標(biāo)植物上,通過(guò)降低活動(dòng)水平,以有效規(guī)避天敵。
生態(tài)復(fù)原圖(圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所)
演變偽裝避天敵
事實(shí)上,擬態(tài)是一種多層面的適應(yīng),其形成伴隨漫長(zhǎng)的演化歷程。那么,是什么因素推動(dòng)了鳴螽發(fā)展出擬態(tài)行為?研究認(rèn)為,捕食壓力是關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力之一。
盡管侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)尚未繁盛,但并不缺少目光銳利的捕食者:如道虎溝生物群中包括早期具滑翔能力的食蟲(chóng)性哺乳動(dòng)物(如翔獸)、多種小型樹(shù)棲恐龍(如樹(shù)息龍、耀龍)以及翼龍類(lèi)(如蛙嘴翼龍)。這些捕食者的存在,對(duì)昆蟲(chóng)形成了顯著的選擇壓力,進(jìn)而推動(dòng)了“偽裝術(shù)”(擬態(tài)特征)的逐漸形成。
到了新生代,隨著現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的興起與多樣化加劇了捕食壓力,螽斯的擬態(tài)形式也更加復(fù)雜多樣,例如模仿枯葉或葉片被取食過(guò)后的殘缺形態(tài)。
跨越億年的直翅目昆蟲(chóng)擬葉簡(jiǎn)史
如果把地球生命演化史看作一場(chǎng)宏大的化妝舞會(huì),那么直翅目(螽斯、蟋蟀和蝗蟲(chóng))絕對(duì)是偽裝大師的代表。它們的擬葉行為在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中多次獨(dú)立演化,并隨著植被格局的更替而展現(xiàn)出不同的適應(yīng)性“服裝”。
在二疊紀(jì)中期(約2.6-2.7億年前),蕨類(lèi)植物和裸子植物繁盛。也正是在這個(gè)時(shí)期,出現(xiàn)了已知最古老的擬葉昆蟲(chóng)——法國(guó)二疊螽(Permotettigonia gallica)。它們的翅膀形態(tài)被認(rèn)為模擬了帶羊齒(Taeniopteris),為直翅目擬葉行為提供了最早的化石記錄。到了侏羅紀(jì),陸地植被由裸子植物(如本內(nèi)蘇鐵、蘇鐵、松柏類(lèi)等)占據(jù)主導(dǎo)地位。此次道虎溝的新發(fā)現(xiàn),正好填補(bǔ)了這一關(guān)鍵時(shí)期的記錄:在長(zhǎng)期的選擇壓力下,阿博鳴螽演化出新的偽裝策略,更好地隱藏于本內(nèi)蘇鐵葉叢之中。
隨著開(kāi)花植物(被子植物)在白堊紀(jì)興起并迅速取代了裸子植物的優(yōu)勢(shì)地位,直翅目昆蟲(chóng)的擬葉策略在自然選擇的推動(dòng)下迎來(lái)了新一輪革新。一些擬葉螽斯甚至演化出相似于葉片破損、病斑的形態(tài)。來(lái)自法國(guó)漸新世和中國(guó)中新世的化石,為我們揭示了這場(chǎng)適應(yīng)性演化的后續(xù)篇章。
地質(zhì)歷史時(shí)期擬葉直翅目昆蟲(chóng)與優(yōu)勢(shì)植物類(lèi)群的關(guān)系
(圖片來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所)
結(jié)語(yǔ)
道虎溝這些1.65億年前的偽裝大師,憑借精美“偽裝服”,為我們重現(xiàn)了侏羅紀(jì)森林中一段無(wú)聲的生存故事。它們翅膀上的斑紋,不僅是求生的手段,更是生物演化在生態(tài)環(huán)境變遷中留下的清晰印記。這項(xiàng)研究不僅為昆蟲(chóng)擬態(tài)提供了又一古老的化石證據(jù),也深刻地揭示了生物與環(huán)境、捕食者與獵物之間那種持久而動(dòng)態(tài)的相互作用。
版權(quán)聲明: 1.依據(jù)《服務(wù)條款》,本網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的原創(chuàng)作品,版權(quán)歸發(fā)布者(即注冊(cè)用戶(hù))所有;本網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的轉(zhuǎn)載作品,由發(fā)布者按照互聯(lián)網(wǎng)精神進(jìn)行分享,遵守相關(guān)法律法規(guī),無(wú)商業(yè)獲利行為,無(wú)版權(quán)糾紛。 2.本網(wǎng)頁(yè)是第三方信息存儲(chǔ)空間,阿酷公司是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者,服務(wù)對(duì)象為注冊(cè)用戶(hù)。該項(xiàng)服務(wù)免費(fèi),阿酷公司不向注冊(cè)用戶(hù)收取任何費(fèi)用。 名稱(chēng):阿酷(北京)科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人:李女士,QQ468780427 網(wǎng)絡(luò)地址:www.arkoo.com 3.本網(wǎng)頁(yè)參與各方的所有行為,完全遵守《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》。如有侵權(quán)行為,請(qǐng)權(quán)利人通知阿酷公司,阿酷公司將根據(jù)本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權(quán)作品。 |