新华社南京10月28日电(记者王珏玢)记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,通过对中生代古蝉的形态特征进行系统分析,研究人员发现,约1.5亿年前古蝉通过新老类群的演替,实现了飞行能力的显著提升。
这一研究由中国科学院南古所学者领衔的国际古生物团队完成,向公众生动展示出一场在远古天空悄然开展的“飞行竞赛”。
蝉俗称知了。在距今约2.6亿至1亿年前,古蝉总科是具有代表性的树栖昆虫。它们在这一时期非常繁盛,保存了大量的化石,并且与现代蝉类也有密切的亲缘关系,是研究昆虫飞行能力演化的理想对象。
早期古蝉(上)与晚期古蝉(下)翅膀形态对比。(中国科学院南古所供图)
此次,研究团队建立了古蝉的综合形态特征数据库,系统重建了古蝉的宏演化历史。研究团队发现,在约1.5亿年前的侏罗纪晚期,古蝉类群经历了一次显著的演替事件。早期古蝉具有近似椭圆形的前翅、较大的后翅和较小的中胸,而晚期古蝉则演化出近似三角形的前翅、较小的后翅和较大的中胸。这种形态变化使晚期古蝉的飞行能力显著提升。
“我们发现,晚期古蝉的翅载荷提高了92%,飞行速度提升了39%,飞行肌肉占比提高了19%,显示出飞行灵活度和效率均有显著提高。”研究论文第一作者、中国科学院南古所博士许春鹏说。
中生代“飞行竞赛”生态复原图。(中国科学院南古所杨定华绘制)
领导此项研究的中国科学院南古所研究员王博介绍,之所以出现这样的“飞行竞赛”,很可能是由于当时空中出现了新的捕食者。在约1.55亿年前到约1.35亿年前,早期鸟类迅速繁盛起来,并成为森林中强有力的“捕食家”。早期鸟类多以昆虫为食,体形硕大的古蝉正是理想的食物来源。这一压力促进了古蝉类群的演替。
“这一研究为定量计算远古昆虫的飞行能力提供了新思路、新方法,也为理解飞行生物的演化历史提供了重要线索。”王博说。
相关成果已于近日发表在国际学术刊物《科学进展》上。
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