中生代湖泊革命讓“小不點”昆虫找到快樂家園

2018-10-12 09:04 来源:www.cdguangda.net

原標題:中生代湖泊革命 讓“小不點”昆虫找到快樂家園

從風光旖旎的西湖、太湖,到煙波浩渺的鄱陽湖、洞庭湖,我們身邊這些大大小小的湖泊,無一不是水草繁盛、魚鮮蟹肥。作為現今地球上生物多樣性最高的生態環境之一,湖泊可以說是眾多水生動植物的“快樂家園”。

但是,在2億多年前,地球上的湖泊都是一片死氣沉沉的水體,不用說魚蝦,就連昆虫和水草都很少。直到一場“中生代湖泊革命”的到來,湖泊才開始逐漸擁有了“生機”。

中國科學院南京地質古生物研究所“現代陸地生態系統起源與早期演化”團隊採集的、來自中國西北地區兩個三疊紀地層中的昆虫化石群,証實了全變態昆虫和水生昆虫在約2.37億年前經歷了快速輻射和多樣化,並將“中生代湖泊革命”提前了至少5000萬年,為了解這一生命演化過程打開一扇新的窗口。該研究近日已在線發表於《科學進展》上。

十年採集千余枚昆虫化石

2009年,一隊拿著地質錘、放大鏡和羅盤的人來到陝西銅川市何家坊鎮漆水河村,中科院南京地質古生物研究所張海春研究員帶領著“現代陸地生態系統起源與早期演化”團隊,正在這裡進行中國石油集團委托的地質勘探。

出於職業習慣,他們在一個山崖邊,對一處三疊系地層剖面進行試探性的挖掘。沒想到,第一天他們就在此收獲了許多有價值的化石。“這些化石隻有毫米級,但是我們通過放大鏡一看,就能判斷是一些以前沒有見過的昆虫。”團隊成員王博研究員告訴科技日報記者。

這些昆虫屬於什麼種類?它們的生活習性如何?這些化石將為人們帶來哪些新的認識和發現?

此后的十年間,團隊成員鄭大燃博士、王博研究員等與香港大學、長慶油田等科研人員每年都會來到銅川,收集更多的化石証據,希望還原數億年前一幕。同時,他們還遠赴新疆克拉瑪依,在那裡進行同樣的科學考察和化石發掘,先后收集了近千枚昆虫化石。

通過研究發現,銅川昆虫群包含至少11目28科,是世界范圍內三疊紀最豐富的昆虫群之一。克拉瑪依昆虫群包含6目10科,以石蠶巢和劃蝽為代表。

更加可貴的是,銅川昆虫群層位有著大量的火山灰,這為確定地質年齡提供了絕佳的工具。數億年前華南板塊與華北板塊的碰撞擠壓,使得秦嶺隆起,並發生了多次火山噴發,而這些火山灰中富含鋯石,而鋯石中則有鈾元素。

研究團隊在利用質譜儀對鋯石進行了鈾-鉛同位素年代學測試后,認定這個地層年齡大約為2.37億年前。

“這個研究的意義就在於,把模糊的年齡更加精確化,使得銅川成為三疊紀中晚期的標准剖面之一,相當於一把尺子。”王博介紹說,含化石層位也是長慶油田和克拉瑪依油田的重要產油層,同位素年代學和生物地層學的研究結果也為油氣資源勘探提供了新的定年和化石証據。

全變態昆虫大爆發有新解

蚊子、蒼蠅、蝴蝶、飛蛾……這些生活中常見的昆虫,它們在學術界有一個特定的名字——全變態昆虫。“這些昆虫的幼虫和成虫,在不同環境下生活,吃的食物也不相同,因此叫全變態昆虫。”王博介紹說。

全變態昆虫的一生分為四個階段:卵——幼虫——蛹——成虫。幼虫與成虫在外部形態及生活習性上有很大差異,在幼虫老熟脫皮化蛹時,幼虫形態消失,而蛹期形態與成虫基本接近,如鱗翅目(蛾、蝴蝶)、鞘翅目(甲虫)。

現生全變態昆虫在昆虫中佔據最大比例和多樣性,所以全變態昆虫什麼時候繁盛也暗示了現代生態系統的誕生。那麼這些全變態昆虫是從何時開始出現在地球上的呢?

大約4億年前,地球上出現了第一隻昆虫﹔大約3億年前,成都光大国际旅游新闻网,出現了全變態昆虫,但種類很少。而且,在距今約2.5億年前的二疊紀末,地球曾經出現過一次生物滅絕事件,90%的物種滅絕,全變態昆虫也難逃厄運。

直到2.37億年前的三疊紀中期,海洋和陸地生態系統迅速發展,體型較小的昆虫先行一步。研究人員發現,銅川昆虫群不僅種類數量多,而且該昆虫群擁有超過14個科的全變態昆虫,佔所有昆虫化石的約65%。

根據前人的研究,全變態昆虫在中生代中期才在全球佔據主導地位。因而,銅川和克拉瑪依昆虫群中全變態昆虫的高多樣性和高豐度是始料未及的,揭示了中三疊世全變態昆虫的大輻射(即突然增多)。

王博說,正是在這次大輻射事件中,出現了蚊子、蒼蠅、蝴蝶、蛾子……這一研究發現,把全變態昆虫和水生昆虫大輻射出現的時間,提前了2000萬年。

“中生代湖泊革命”提前5000萬年

如果穿越到3億年前,地球上的大小湖泊裡,隻有水,沒有硬骨魚和宏體植物,死氣沉沉的。

版权声明:转载须经版权人书面授权并注明来源
分享到:0