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1.8亿年前,昆虫就已举行“集体婚礼”


时间:2022-06-23  来源:  作者:  点击次数:


许多昆虫都有交配和飞翔的行为。每当春夏之际,成群的飞虫聚集在一个区域飞行,其实就是婚礼飞行。这项研究表明,这种复杂的群婚飞行存在于1.8亿年前侏罗纪早期的蜉蝣骨干群中。

寻找喜欢的配偶,繁衍下一代,是生物重要的本能行为。近日,中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称南京古生物所)研究人员在广西贺州市西湾盆地下侏罗统石梯组发现了丰富的海相和陆生化石,建立了西湾生物群,揭示了最古老的昆虫婚配行为,这也是最古老的昆虫资源脉冲现象。一般来说,婚礼仪式是一种大规模的“集体婚礼”。

这一成果为我们深入理解中生代湖泊生态系统的特征和演化以及水陆生态系统的关系提供了重要证据。相关成果发表在《地质学》和《历史生物学》期刊上。

1.8亿年前,侏罗纪早期昆曲昆虫定年大会

张前启,南京古生物研究所博士生,在王波研究员和张海春研究员的指导下,与广西地质调查院等合作,对中国南方许多地区的早中生代陆相地层进行了详细的调查。他们在广西贺州市西湾盆地发现了丰富的海相化石。

西湾盆地中生代研究历史悠久。南京古生物研究所的司行健院士和周志彦院士对西湾的植物化石进行了研究,其中石梯组的昆虫化石由林启斌研究员报道。此次,研究团队开展了地层学、古植物学、古昆虫学和沉积学的综合研究,将在石梯组发现的鲨鱼卵鞘、昆虫和植物化石与前人报道的其他化石一起命名为“西湾生物群”。

在挖掘出的化石中,研究小组在石梯组发现了一层壮观的成年蜉蝣集群化石,有数百只个体蜉蝣。这些蜉蝣是一个新的分类群,张科3354侏罗纪蜉蝣,属于蜉蝣科,在分类学位置上属于基本蜉蝣群。这是砂胡椒科在中国的首次发现,也是该科已知的最完整的化石。

在化石层中,蜉蝣成虫相互重叠,昆虫的身体面向不同的方向。化石层381个成人保存方向的统计数据图显示,这些蜉蝣化石没有明显的方向性。

“蜉蝣通常被称为‘昙花一现’,寿命非常短,但实际上它们在成年前必须在水中度过一段时间。”张倩琪告诉记者,目前的蜉蝣一生大部分时间生活在水中,羽化后的成虫通常只能存活几个小时到几天。在短暂的成虫阶段,雄性在空中形成密集的集群,雌性在飞入和穿过雄性集群的过程中必须找到雄性进行交配,然后找到合适的地方产卵,从而实现后代繁衍。

许多昆虫都有交配和飞翔的行为。每当春夏之际,成群的飞虫聚集在一个区域飞行,其实就是婚礼飞行。这项研究表明,这种复杂的群婚飞行存在于1.8亿年前侏罗纪早期的蜉蝣骨干群中。

最古老昆虫资源的脉冲效应

在自然界中,资源波动有时以脉冲的形式出现,表现出频率低、强度大、持续时间短的特点。资源脉冲是指短时间内出现大量可用资源的事件。资源脉冲事件是不同生态域间能量、营养和生物量传输的重要机制。这种现象广泛存在于现代生态系统中,如昆虫的婚姻行为,但我们对其在地质历史中的记录知之甚少。

这项研究揭示了最古老的昆虫资源的脉冲效应。水生昆虫在食物网中起着重要的作用,是水生植物的分解者和消费者,同时也是鱼类和其他捕食者的食物。当水生昆虫从水中出现,传播到陆地并寻找配偶时,它们成为陆地食物网的重要组成部分。除了为捕食者提供食物,昆虫群落的突然出现还可以对湖泊和溪流附近的植物群落产生“增肥效应”,因为这些昆虫群落的死亡和分解可以转化为生态系统的肥料。

本研究结果表明,侏罗纪蜉蝣在短时间内浮出水面,形成了从水面到陆地的昆虫脉冲,可能导致滨水生境生态系统的通量发生巨大变化,进而影响基础生态和生物地球化学循环。

作为水生昆虫的代表,蜉蝣类昆虫在短时间内密集出现,形成资源脉冲事件,凸显了昆虫在陆地深层生态系统中的关键生态作用。蜉蝣昆虫在水生生态系统向周围陆地生态系统输送营养物质中起着重要的作用。水生和陆地生态系统之间的这种联系可能是中生代湖泊生态系统能量迁移的一个重要特征。因此,“西湾生物群”中蜉蝣群体的发现为研究中生代水陆生态系统关系(中生代湖泊革命)打开了一扇窗,研究成果也揭示了已知最古老昆虫资源的脉冲效应。


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