现代快报讯(记者 阿里亚)卡拉划蝽是昆虫界的 " 模范妈妈 ",产完卵以后随身携带着自己的卵,以确保它能够安全地成长为一个完整的个体。近日,中科院南京地质古生物研究所博士生付衍哲等人,在研究中发现卡拉划蝽独特的携卵行为,该发现将昆虫育幼行为的直接证据提前了近 4000 万年。7 月 13 日,相关研究成果在线发表在英国《皇家学会会刊 B 辑》上。
△卡拉划蝽化石形态特征
左足布满虫卵,迄今最早的昆虫育幼行为被发现
坐月子各地风俗不同,方法也千奇百怪。像人类一样,动物 " 坐月子 " 的方式也大不同。
有的动物产后不操心 " 孩子 ",例如青蛙、蟾蜍等,大部分一产完卵就溜之大吉,该吃吃,该喝喝,不会抚育幼体。鸟类则有些不同,多数鸟类产完卵后需要孵化,颇有些 " 坐月子 " 的范儿。
" 亲代抚育指双亲对卵或后代的保护、照顾和喂养等,被认为是生命演化过程中出现的一种重要的适应行为。在哺乳类、鸟类、爬行类、节肢动物,尤其是社会性昆虫中多次独立演化。" 付衍哲介绍,携卵行为是亲代抚育的一种形式,通常是单亲在产卵后携带卵或幼体以提供保护的行为,可有效提高孵化率和后代存活率。然而,这种行为很难记录在昆虫化石中。
△卡拉划蝽化石携卵标本和现代划蝽卵
动物携卵的方式也是多种多样,十分有趣。划蝽是常见的水生半翅目昆虫,广布于世界各地的淡水生态系统中。现生划蝽的卵常通过卵柄附着于水生植物的叶片和茎干、石头,甚至蜗牛壳、乌龟壳以及小龙虾的外骨骼上。那么,它们祖先又是如何携卵的?
道虎沟生物群是中国北方中生代中晚期的一个古生物化石群,因发现于内蒙古宁城县道虎沟村而得名。此次,研究团队对道虎沟生物群中的代表类型卡拉划蝽进行了系统研究。他们在 157 块卡拉划蝽化石中识别出 30 块携卵的雌性成体,并利用多种技术分析手段,对卡拉划蝽进行了功能形态学综合分析,揭示了中晚侏罗世划蝽独特的携卵行为。
" 卡拉划蝽部分雌性个体的左中足胫节上可见约 5 – 6 排紧密排列的、每排约 6-7 个长度为 1.14-1.20 毫米的卵,由卵柄附着在胫节上。" 研究人员表示,卡拉划蝽的携卵行为可在孵化过程中为卵提供物理性保护并有效防止卵的干燥和缺氧,对其演化和繁殖具有重要意义。但此类无私的母性保护行为可能会付出较高的代价,如增加被捕食的风险。
刷新纪录,有助于深入了解昆虫育幼行为的演化
现代快报记者了解到,这项研究成果表明,昆虫母性关怀的适应行为至少可追溯至中侏罗世,将昆虫育幼行为的直接证据提前了近 4000 万年。
△卡拉划蝽的生态复原
本研究推测,道虎沟生物群中大量蝾螈所造成的捕食风险和周期性的食物来源使卡拉划蝽面临巨大的生态压力,携卵行为可能体现了卡拉划蝽对栖息地生态环境的适应或对古湖泊生态系统变化的响应。
" 以足携卵的育幼策略尚未发现于其他现生和灭绝的昆虫类群中,但在水生节肢动物中并不少见,其化石记录可追溯至寒武纪早期的澄江生物群中,但以一侧的足携卵的行为则属孤例。" 研究人员指出,本研究凸显了中生代昆虫多样化的育幼策略,有助于理解昆虫育幼行为的演化和适应意义。
△卡拉划蝽特化的捕食构造
道虎沟生物群中卡拉划蝽个体较大,体长约 11 — 15 毫米,头部具 5 团刚毛簇,和特化的前足跗节共同形成类似于滤网状捕食装置,反映了高度特化的捕食行为。丰年虫和卡拉划蝽同为道虎沟生物群中的先驱者和代表性生物,它们的首现、辐射、繁盛、衰落和消亡表现出高度的一致性。
本次研究中,研究团队通过对 700 余枚丰年虫卵的形态测量推测,大量季节性出现的丰年虫卵可能是卡拉划蝽的食物来源。
(中科院南京地质古生物研究所供图 编辑 张宇)