解惑:科学家发现1亿年前萤火虫祖先(图)

散文社2022-10-18 09:08:41310

科学家发现1亿年前萤火虫祖先

萤火虫很多人都知道,经常在各种影视剧里面出现,因为萤火虫夜晚会发光,因此常常被用来影视剧里制造一种很浪漫温馨的氛围,而很多人也非常好奇,萤火虫究竟为什么会发光,从科学的角度来说,是因为它的身体里有一种专门的发光细胞,这样的作用大部分是为了求偶,还有一部分是用来捕食和警戒,但至于为什么萤火虫会将自己进化成这样呢?最近科学家发现1亿年前萤火虫祖先,或许可以对此做出一些解释,下面就让吾爱诗经网的小编来给大家介绍一下吧。

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1、科学家发现1亿年前萤火虫祖先

说到甲虫,大家都不陌生,像瓢虫、金龟子、天牛、象鼻虫等都是甲虫。虽然它们的个头非常小,但是生存能力明显要比大多数昆虫好得多,因为它们的外壳十分坚硬。

“甲虫是世界上生物多样性最高的一类动物,全世界已报道的昆虫有40万种以上。地球上每四个动物中,就有一个是甲虫。”中科院南京地质古生物研究所副研究员蔡晨阳介绍,甲虫有170多种大类,而萤火虫就是其中一类。

每年的六七月,正是萤火虫出没的季节,流萤如一盏盏悬空点燃的小灯笼,闪烁着黄绿色的光。“在陆地动物中,能发光的大多数都是甲虫,而其中又以叩甲总科的物种最多。”蔡晨阳说,大部分发光的叩甲总科的物种都属于“萤类”,包括萤科、光萤科、雌光萤科以及一个于2020年新建立的华光叩甲科。

其中,除了华光叩甲科外,萤科、光萤科与雌光萤科的身体都比较柔软。因此,这一类群的物种很难保存为化石,此前还没有化石被正式报道。此次,蔡晨阳以及他的实习学生李言达等人与捷克帕拉茨基大学、英国布里斯托大学,及国内中山大学的同行合作,从缅甸琥珀中发现了一个叩甲总科的新科:白垩光萤科。

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2、萤火虫究竟为何发光

在陆生动物中,能进行生物发光的物种以叩甲总科(萤火虫及其近亲)的物种最多。大部分发光的叩甲总科的物种都属于“萤类”,包括萤科、光萤科、雌光萤科,以及华光叩甲科。

在这一分支中,除最基部的华光叩甲科外,萤科、光萤科与雌光萤科的身体均较为柔软,部分类群的雌性还具有幼态持续现象,这使得这一类群的物种很难保存为化石。除萤科于白垩纪缅甸琥珀及一些新生代地层中有化石记录外,其他类群此前尚没有化石被正式报道。

研究人员在白垩纪中期缅甸琥珀(约1亿年前)中发现了一枚保存较完好的阿扎白垩光萤雄性标本。白垩光萤的触角具12节,呈双栉状,与现生的光萤科相似。然而白垩光萤的前胸腹板较发达,鞘翅完全覆盖腹部,腹部可见腹板6节,与光萤科及近缘的雌光萤科不同。根据其形态特征,研究人员推测白垩光萤可能属于光萤科+雌光萤科进化枝的基干类群。

领导此项研究的中科院南古所副研究员蔡晨阳介绍,科研团队共研究了2万多块琥珀化石,从中发现1枚保存较完好的萤火虫“老祖宗”雄虫标本。这种远古昆虫体长7毫米左右,前端长着一对长长的、有分枝的触角。与现在相似类群的萤火虫比,它眼睛更大,头部更加前伸,身体也更加柔软。更特别的是,现在萤火虫的发光部位位于腹部末端,而这种远古虫子发光部位则更加靠前,位于腹部前端。

“通过与现代相似类群萤火虫的比较,我们推测,这些萤火虫‘老祖宗’发光并不是为了求偶,而是为了抵御蚂蚁、青蛙、早期鸟类等捕食者的攻击。”蔡晨阳说。

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3、萤火虫最初发光的原因

萤火虫在求偶期间,会在漆黑夜里发出点点亮光。作为萤火虫的祖先,白垩光萤一样能发光。它的发光器官位于腹板上的第1–3节,是一个浅色明亮的区域。

白垩光萤科是一个已经灭绝的新科,没有真正的后代。于是,研究人员们拿它和现代的光萤科甲虫以及狭义的萤火虫做对比研究。他们发现,白垩光萤科与光萤科十分类似,而这类甲虫发光一般常见于幼虫和雌性,雄性少,功能是防御。

“对于狭义的萤火虫而言,发光是用来吸引异性的,是一种求爱信号。但我们发现的标本是比较原始的一类,它发光不是为了求偶。”蔡晨阳告诉现代快报记者,如今也有极少数生物的雄性通过发光来防御。

约一亿年前,蚂蚁、青蛙、早期鸟类等的潜在捕食者发生了快速分化。研究团队推测,白垩光萤发光或许是为了抵御这些捕食者。

“这一新类群的发现,对于研究叩甲总科中生物发光的起源与演化具有重要意义。”蔡晨阳表示,白垩光萤的发现也为这一类群的软躯体化及生物地理提供了新的见解。华光叩甲科昆虫的身体完全硬化,而萤类进化枝中的其余类群身体都发生了强烈的软化。白垩光萤的身体介于二者之间,处于中间过渡状态,填补了这一演化上的缺环。

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