最早蝴蝶化石揭示喙的进化

蝴蝶化石上的鳞片照片:侯赛因·拉贾伊

如果让你画一只蝴蝶，你会怎么写？用你舌状的喙从花中吮吸甘甜的花蜜。也许很多人都有这个想法。多亏了迄今为止发现的最早的蝴蝶化石，研究人员现在估计喙状蝴蝶在开花植物出现之前就已经在地球上漫游了。

科学家们一直很感兴趣:蝴蝶或花朵首次出现在地球上吗？一个国际科学研究小组最近发表了一份报告，对昆虫翅膀鳞片化石的分析表明，在开花植物即被子植物出现之前，原始的蝴蝶和蛾子已经存在了5000万年。

许多蝴蝶和蛾子的成虫有弯曲细长的喙，适于将花蜜吸进花底。它们在分类学上属于鳞翅目的喙亚目。科学界此前认为，这种昆虫是在大约1亿年前的早白垩世开花植物出现后进化而来的。然而，近年来，研究人员通过脱氧核糖核酸(DNA)的差异推断了进化过程，认为鳞翅目昆虫出现得比这要早得多。

由于昆虫很难留下化石，所以很少有完整的化石可供研究。在这项研究中，科学家们从德国北部的岩石中挖掘出这些珍贵的化石遗迹，然后在高倍显微镜的帮助下，他们检查了覆盖在这些蝴蝶和飞蛾的翅膀、身体和腿上的鳞片。

不同的昆虫有不同的鳞片。分析尺度特征的变化可以推断昆虫的进化过程。

研究表明，一些鳞片是实心的，并装饰有人字形图案。这意味着鳞片的拥有者有下巴，因此有咀嚼食物的能力，因为大多数有坚硬鳞片的蝴蝶都有下巴。

然而，研究人员检查的其他鳞片是中空的，这显然类似于现存的用喙吃东西的昆虫。

研究人员指出，大约2亿年前，古老的浮游植物和花粉粒存在于形成早期蝴蝶化石的沉积层中，而开花植物大约在1.6亿至1.4亿年前才开始在陆地上生长。

研究人员指出，他们发现的鳞翅目昆虫的鳞片是多种多样的，这表明从三叠纪晚期到侏罗纪早期，鳞翅目昆虫产生了许多新物种。其中，珊瑚在大约2.12亿年前分化，比先前估计的1.41亿年前早，比已知最早的开花植物早5000万年，这与通过DNA差异推断进化过程获得的估计一致。

一个由来自包括荷兰乌得勒支大学和美国波士顿学院在内的多个机构的研究人员组成的研究小组在1月10日出版的《美国科学进步杂志》上报道了研究结果。

所以，如果不是为了吮吸花中的含糖花蜜，长喙对昆虫有什么好处呢？研究人员认为，与花蜜不同的是，通过从其他来源获取食物，这种附肢可能有助于有翼昆虫在当时炎热干燥的气候下避免脱水，也就是说，吃裸子植物上含糖分泌物形成的液滴，而裸子植物不同于开花植物。

研究人员认为，原始昆虫进化出了虹吸式喙，以适应当时炎热干燥的气候，促进液体的有效摄入，补充迅速流失的水分。它们可能首先通过从受损的叶子上吸取水滴和分泌物来生存，然后发现授粉液滴，一种由裸植物(如原始针叶树)的未成熟种子分泌的高营养液体。

原始蝶蛾和裸植物之间的关系是单方面使用的。开花植物出现后，昆虫在吸取花蜜时也起到授粉的作用。双方形成互惠互利的关系，并共同发展。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-015，第二版国际)