新发现的亿年前恐怖昆虫,究竟有多“恐怖”?

出品:科学大院

作者:中国科学院南京地质古生物研究所

监制:中国科学院计算机网络信息中心中国科普博览

故事要从跳虫说起,其实跳虫起源很早,是最早出现在陆地上的六足动物之一。

4亿年前跳虫复原图

现今已知的最古老的跳虫化石发现于距今约4亿年前的泥盆纪早期莱尼燧石(Rhynie Chert)中,而中、新生代各个琥珀生物群中也发现了种类多样的跳虫化石。

千万别小瞧这跳虫,它们比人类在地球存活的时间久多了……而且,就是这小小的跳虫,以其娇小玲珑,身手敏捷,跳遍了四海八荒无敌手,是不是很厉害?

然而但是可可是……

现生跳虫

当它们遇到了“掠食者”——我们今天要介绍的主人公,不对,应该是“主虫公”的时候,一场血雨腥风的生死之战就这样展开来了。

“恐怖掠食者”——恐怖古鞭苔甲

近日,中国科学院南京地质古生物研究所博士蔡晨阳、研究员黄迪颖和上海师范大学副教授殷子为、教授李利珍,在白垩纪中期的缅甸琥珀中,发现了一类形态极其特化、专性捕食跳虫的苔甲的化石,化石中的这类苔甲,在分类上属于隐翅虫科(Staphylinidae)、苔甲亚科(Scydmaeninae)、鞭苔甲族(Mastigini)。

参与研究人员

由于其极其特化的触角、口器和鞘翅等特征,这种苔甲成为了一种新的属种——“恐怖古鞭苔甲”(Cascomastigus monstrabilisYin & Cai, 2017)。

理论上,昆虫一般都发育有与其行为密切相关的形态特征,通过对特化的形态特征的阐释,有助于揭示昆虫的某些行为特征。

而这类新属种的发现,在揭示了早期苔甲特化的形态特征与专性捕食跳虫的行为适应的同时,也深化了人们对早期陆地生态系统中捕食者与被捕食者之间演化关系的认识。

恐怖古鞭苔甲化石

那为什么叫“恐怖古鞭苔甲”这么恐怖的名字呢?

其实是因为,与体长一般为1-3毫米的现生苔甲相比,恐怖古鞭苔甲体长可达6-7毫米,可算“超大”,同时,研究员们通过对化石苔甲触角细节特征的分析以及与现生毛角步甲的习性的对比推测,这类白垩纪苔甲很有可能具有与毛角步甲类似的捕食跳虫的行为

加上这类苔甲生在远古时代,又属于鞭苔甲族,所以才被称为“恐怖古鞭苔甲”。

恐怖古鞭苔甲捕捉跳虫之谜

在南古所内的这粒琥珀长一厘米、宽八毫米,形成于一亿年前的白垩纪,封存的是一只雌性恐怖古鞭苔甲,足有7毫米,是迄今为止发现的体型最大的苔甲,这对于仅仅1-3毫米的现生苔甲来说简直是个“巨无霸”!

琥珀中的苔甲化石

恐怖古鞭苔甲下颚须长棒状,上颚具齿,足超长;更为有趣的是,它的触角极其修长,基部两小节明显加长,且其腹面具有两排规律排列的大刚毛,如同两排“鬃毛刷”。

触角第一小节和第二小节之间可自由弯曲,当触角第二小节向下弯曲时,一二两节的“鬃毛刷”便互补,形成了由众多大刚毛构成的“触角毛状陷阱”,这也成为了捕捉跳虫的“天罗地网”,让跳虫插翅难逃。

根据两节“鬃毛刷”形成“天罗地网”的这一特征判断,白垩纪苔甲很有可能具有与现生毛角步甲类似的捕食行为。

虽然现生的苔甲由于某种原因已失去了捕食跳虫的能力(现今的苔甲以捕食慢虫为主,例如,毛毛虫、虫子的尸体……),但根据恐怖古鞭苔甲特殊形态特征,再对比现生一类极其特化的步行虫——毛角步甲,研究人员推测在白垩纪中期,跳虫这一庞大的生物质来源曾被苔甲所利用,而且这一特殊的捕食跳虫的习性曾至少一直延续到始新世中期。

后裔——现生鞭苔甲

说到现生鞭苔甲族,它们的地理分布较为有趣,其间断分布于欧洲和非洲南部,而远古鞭苔甲族的化石分布更为广泛,之前曾被报道发现于始新世波罗的海琥珀中。

世界鞭苔甲族的地理分布图

最近在白垩纪缅甸琥珀中发现此类群,极大地扩展了该族的分布范围,揭示了其可能经历了严重的灭绝事件,而现生分布模式很可能为孑遗分布。至于究竟发生了什么灭绝事件,这暂时还是个谜……

据科学家介绍,目前已知特化的跳虫捕食者包含多个类群,包括鞘翅目和膜翅目。

其中,隐翅虫科中的突眼隐翅虫(Stenusspp.)也具有特殊的利用可伸缩的下唇捕食跳虫的行为,但这一特化特征仅发现于始新世波罗的海琥珀中。

跳虫和专性跳虫捕食者的系统演化图

因此,白垩纪特化苔甲的发现将专性捕食跳虫的记录提前了5400万年,代表了专性捕食跳虫的最早化石记录,这对进一步理解早期生态系统中捕食者与被捕食者之间的演化关系具有重要意义。