一亿年前“三叉戟”揭示昆虫长口器起源

在中生代，有一种特殊的长翅昆虫——中生代蝎蛉，它有特殊的、明显拉长的口器，在被子植物大量辐射之前，被认为是裸子植物的重要传粉者。中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称“南谷研究所”)的研究人员通过研究约1亿年前白垩纪缅甸琥珀中的昆虫化石，揭示了这种生物的口器起源。相关的研究结果发表在3月4日的《科学进步》杂志上。

据了解，中生代蝎蛉广泛分布于中国侏罗纪廖燕生物群、白垩纪热河生物群和缅甸琥珀生物群。在中生蝎蛉中，甲蛉科是第一种已知的具有长口器的长翅昆虫，其口器结构被认为与跳蚤同源。

文蛤科的口器对我们了解口器的起源和跳蚤的起源具有重要意义。然而，已知的标本都是基于二维岩石印记化石，其口器的详细结构仍不清楚，并有很大的争议。

在研究人员王波和张海春的指导下，南固研究所“现代陆地生态系统起源和早期进化研究小组”的硕士研究生赵向东通过对白垩纪缅甸琥珀中(约1亿年前)甲科昆虫的研究，为我们了解传粉和吸血昆虫的早期进化提供了新的证据。

研究小组发现，文蛤科的口器主要由三部分组成:一条细长的舌头，两边有一对分散的外颚叶。其中，舌的腹侧设有横向凹槽，舌的上侧设有向上开口的食道，作为食物进入咽喉的通道。外钳口刀片的外表面还设有横向凹槽和硬环，硬环可以控制吸嘴的弯曲程度。在进食过程中，外颚会暂时关闭并包住舌头，形成一个功能性的虹吸管。这一形态特征表明甲鱼科的口器起源于下颌，从而否定了下唇起源的假说。

随后，研究小组对38个化石群的54个特征进行了系统发育分析。结果表明，中生蝎蛉科为单系，其口器可能起源于晚二叠世。

解剖分析还表明，盘蝎蛉科和介壳虫科的口器不同于蚤类，因此这些蝎蛉不是蚤类的姐妹群。目前，缅甸琥珀中至少发现了5个长嘴昆虫科，包括鳞翅目、脉翅目和双翅目，进一步证明了白垩纪中期传粉昆虫的多样性和复杂性。

这项研究为蝎蛉长口器的起源、跳蚤的起源以及白垩纪传粉者的进化提供了新的见解。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.aay1259

蝎子缟玛瑙授粉恢复图