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琥珀为证!它在恐龙时代就GET了“吐舌头”的技能!

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作者:盛捷(中国科学院南京地质古生物研究所)

文章来源于科学大院公众号(ID:kexuedayuan)

大多人的表情包中,都不会缺少“吐舌头”这一经典表情。

而早在一亿年前(即恐龙出没的时代),“吐舌头”这个经典表情,便被一只突眼隐翅虫GET到了,并且还被封存在了琥珀中。

近日,由中国科研人员领衔的中外科研团队,在琥珀中发现了“吐舌头”的甲虫。而这也是迄今为止,在琥珀中发现的最古老的“吐舌头”甲虫化石。

科研人员很认真地研究了这些小甲虫的“吐舌头”行为,严肃且简单的说,就是,科研人员通过研究一亿年前突眼隐翅虫高度特化的捕食器官,发现了突眼隐翅虫捕食行为的早期演化。

该研究于2019年2月18日在线发表于美国《当代生物学》(Current Biology)上。

关于“吐舌头”的主角

“吐舌头”的主角,是突眼隐翅虫。

现生的突眼隐翅虫属代表的头部及其高度特化的捕食器官

昆虫是自然界中生物多样性最为丰富的类群。其中,隐翅虫科(隶属于鞘翅目)是昆虫中多样性最高的一个庞杂类群,目前已经被人类描述记载的种类约7万种。而突眼隐翅虫亚科则是隐翅虫科中一类多样性较高的捕食性昆虫,其包括3个现生属,即:全球广布的突眼隐翅虫属(约3000种),全北区分布的束毛隐翅虫属(约220种),以及澳大利亚分布的一个尚描述但较为原始的属。

2个现生吐舌头的隐翅虫

其中,突眼隐翅虫属和澳洲属,现在依然还会“吐舌头”,即都具有极其独特的由下唇特化而来的可伸缩的捕食器官,它们能够以此捕捉迅速逃跑的猎物,如跳虫等。

现代突眼隐翅虫捕食跳虫

现生突眼隐翅虫的详细捕食过程如下:下唇靠血淋巴的压力快速伸出,利用末端带有粘液的肉垫黏住猎物,并将其拖进上颚范围内取食(类似于青蛙捕食)。

看到这里,大家会疑惑,说好的“吐舌头”在哪里?其实“吐舌头”则是对突眼隐翅虫捕食行为的一个形象的比喻。我们划重点,在突眼隐翅虫中,这个可以快速伸长、看似“舌头”的部位,实际上是它的下唇。

下唇具有长距离、高速度及瞬间固定猎物的能力,在捕食效率上远远超过普通的上颚捕食方式。

现生突眼隐翅虫的捕食过程

关于“吐舌头”的研究

此前,科研人员关于隐翅虫化石的研究中,对某些隐翅虫特殊行为(如:捕食等行为)的演化历史,知之甚少。同样,此次恐龙时代突眼隐翅虫的“吐舌头”的捕食行为,也尚没有过相关报道。

近几年,南京古生物所的“昆虫控”蔡晨阳副研究员及黄迪颖研究员,对大量缅甸琥珀昆虫化石,进行系统地收集和研究,并国内外同行合作,从百余枚突眼隐翅虫化石中,发现2枚(距今约1亿年)保存有特化捕食器官——下唇的精美的琥珀标本。

白垩纪缅甸琥珀中的两种嘉年华突眼隐翅虫以及极为罕见的捕食器官

其中,有一枚琥珀标本中保存了三个同种个体,即最近建立的细长嘉年华突眼隐翅虫。在这三个个体内,有一个个体的捕食器官——下唇,部分露出于头部之外,下唇末端的肉垫呈椭圆体,类似于大部分现代突眼隐翅虫的类型。而另一枚标本则被鉴定为嘉年华突眼隐翅虫属的一个未定种,由于昆虫保存的原因,它的捕食器官——下唇稍与头部分离。

“吐舌头”也有科学意义

科研人员通过形态描述、古今对比和形态功能学研究,证明了突眼隐翅虫在其演化的早期阶段已经进化出特殊的捕食器官,缅甸琥珀中的新发现对理解高度特化捕食器官的早期演化和现生各个属之间的系统发育关系具有重要意义。

1、最早!这一发现是迄今为止,突眼隐翅虫特殊捕食行为(即:“吐舌头”)的最早化石记录,直接证明了突眼隐翅虫在白垩纪中期(距今一亿年前)已经演化出高度特化的捕食行为。与现生类型相似,它们的捕食对象很可能是包括跳虫在内的小型猎物。

2、佐证!此次在突眼隐翅虫中发现的特化的捕食器官——下唇可证明,下唇的高度特化是应为整个突眼隐翅虫亚科的祖先特征,而束毛隐翅虫捕食构造则可能在演化过程中丢失了该特征。这再次佐证了分类学者的想法,即:在3个现生属中,束毛隐翅虫属可能属于“舌头”次生退化的突眼隐翅虫属的代表。

本项研究由中国科学院、国家自然科学基金委和江苏省自然科学基金委联合资助。本文由中国科学院战略性先导科技专项(B类)“关键地史时期生物与环境演变过程及其机制”项目支持。