1.65亿年前的伪装大师:美翼蛉与裸子植物的拟态关系揭秘
1.65亿年前的伪装大师:美翼蛉与裸子植物的拟态关系揭秘
近日,首都师范大学昆虫演化与环境变迁重点实验室的王永杰、史宗冈和任东在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了一项重要研究成果:他们发现了距今1.65亿年前的中侏罗世时期,美翼蛉与裸子植物之间存在着明显的特异性拟态关系。这一发现不仅揭示了昆虫拟态行为的早期演化,还为我们理解古生态系统的复杂性提供了新的视角。
什么是拟态?
拟态是生物界中一种常见的适应性现象,指的是一个物种在形态、颜色或行为上模拟另一个物种,以达到伪装或保护自己的目的。在自然界中,拟态现象无处不在,从竹节虫模仿树枝,到蝴蝶模仿有毒的同伴,都是拟态的典型例子。
美翼蛉与裸子植物的拟态关系
研究团队通过对中侏罗世地层中的化石进行详细分析,发现美翼蛉的翅膀形状和脉序与当时的裸子植物叶片具有惊人的相似性。这种拟态关系表明,早在1.65亿年前,昆虫就已经发展出了高度复杂的伪装策略,以躲避天敌的捕食。
这一发现的意义
这一发现具有重要的科学价值:
揭示了拟态行为的早期演化:此前,科学家们普遍认为拟态行为在白垩纪(约1.45亿年前)才开始出现,而这一发现将拟态行为的起源时间提前了2000多万年。
展示了古生态系统的复杂性:美翼蛉与裸子植物之间的拟态关系表明,中侏罗世的生态系统已经发展出了高度复杂的相互作用网络。
为研究生物协同演化提供了新线索:这一发现为进一步研究昆虫与植物之间的协同演化提供了重要的化石证据。
专家解读
作为这项研究的主要作者之一,任东教授表示:“这一发现不仅丰富了我们对古昆虫行为的认识,还为我们理解生物多样性的演化提供了新的视角。美翼蛉与裸子植物之间的拟态关系,是自然选择和生物协同演化的生动例证。”
任东教授长期致力于昆虫与动植物的协同演化研究,带领团队共同建立昆虫新科31个、新属566个、新种1027个,涉及昆虫24个现生和5个却灭目级类群,为“ 传粉与拟态、通讯与传播、社会性与寄生”等 昆虫行为的早期演化提供了关键和 系统性实证。证实中国北方是昆虫一个重要起源和演化中心。以独立和第一作者在 Science 发表论文2篇;以通讯作者在 PNAS ( 3 )、 Annual 15Review of Entomology ( 1 )、 Current Biology ( 5 )、 Nature Communications ( 2 )、 National Science Review ( 2 )、 New Phytologist ( 1 )、 eLife ( 2 ) 发表论文16篇;其它SCI刊物论文500余篇。以第一作者出版专著6部(含美国Wiley Blackwell英文专著1部)。先后获国家杰出青年基金、教育部“创新团队发展计划”、北京学者、国家万人计划资助。连续四年入选Elsevier“农业与生物科学中国高被引作者”;连续二届担任“国际古昆虫学会”副主席。曾获中国青年科技奖、谈家桢生命科学创新奖、北京市科学技术一等奖一次和二等奖二次(排名第一)。获北京市授予的“北京高校育人标兵”、中国科协授予的“全国优秀科技工作者”及“北京市先进工作者”荣誉称号。
这一发现不仅揭示了远古时期昆虫与植物之间复杂的生态关系,也为现代生态学研究提供了重要启示。它告诉我们,生物之间的相互作用远比我们想象的更为复杂,而这些相互作用在生物演化过程中扮演着至关重要的角色。