在巴黎第一次看到这块化石,我就觉得古怪,直到在潘家园遇到一位大姐才解开疑问|黄迪颖

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我就用锤子和铁锹把化石挖出来,

在巴黎第一次看到这块化石,我就觉得奇怪,直到在潘家园遇到一位大姐才解开疑惑|黄迪颖的图片

用刀片一点一点

震撼的在巴黎第一次看到这块化石,我就觉得奇怪,直到在潘家园遇到一位大姐才解开疑惑|黄迪颖的图片

渐渐地剥、细细地劈,

简洁的在巴黎第一次看到这块化石,我就觉得奇怪,直到在潘家园遇到一位大姐才解开疑惑|黄迪颖的照片

一天大约要干七八个小时。

黄迪颖 · 我国科学院南京地质古生物研讨所
格致论道第102期 | 2023年9月13日 澳门
咱们好,我是黄迪颖,来自我国科学院南京地质古生物研讨所。今日十分高兴和各位朋友聊一聊我的昆虫化石研讨之旅。
谈到远古生物,咱们首要想到的会是恐龙这样的大型生物。实际上在恐龙年代,昆虫也是无处不在的。在3.2亿年的演化前史中,地球上诞生了各式各样共同的远古昆虫。
▲给花朵传粉的甲由
许多人或许觉得甲由是一种令人作呕的、十分龌龊的昆虫,可是实际上在1亿年前,有的甲由可以为花传粉,姿势也并不可怕。
▲假装成苏铁的叶子的蛉
还有一些蛉类,它们可以把自己的翅膀假装成像苏铁的姿势,然后躲藏自己,逃避天敌。
从芦尚坟到道虎沟
我的昆虫化石研讨之路是从一个小山坡开端的。
30年前我在南京大学读本科的时分做过一些户外实习,渐渐地,我就深深爱上了化石发掘这个行当。
我家在北京。每逢寒暑假我回到北京,就会拟定十分具体的发掘北京周边化石的方案。
▲北京市房山区芦尚坟村昆虫化石产地(1994年)
其时我选的当地便是这儿,它坐落北京市房山区,是一个叫芦尚坟的小山村。
其时我就骑着这辆自行车,从中关村一向骑到芦尚坟。全程大约40多公里,我每非必须骑3个多小时。在冬季更是艰苦,大清早天还没亮,我就要出发了。
地上的铁锹、锤子还有刀片便是其时我挖化石的东西。我就用这个锤子和铁锹,把化石挖出一块来,然后用刀片一点一点渐渐地剥、细细地劈,一整天大约要干七八个小时,弄得腰酸背疼的。
我为什么喜爱挖昆虫呢?由于昆虫化石的数量十分多,可是昆虫化石的研讨根底十分单薄。所以在其时,我就可以发现一些历来没有人发现过的新的昆虫,这能给我带来激烈的自豪感。
大学期间,我总共去芦尚坟挖了46次化石,收集到了上千块昆虫化石,其间一些昆虫化石也被连续宣布了。
结业今后,我到我国科学院南京地质古生物所从事研讨作业。这20多年间,我首要研讨的是1.65亿年前侏罗纪时期的道虎沟生物群。
我第一次看到道虎沟生物化石是在法国的巴黎天然前史博物馆。其时我看到了这块十分完美的蜻蜓化石时,发现了一个让我感到十分古怪的事。
▲左:道虎沟的叶肢介
右:热河生物群的叶肢介
据博物馆所言,这块蜻蜓化石来自于热河生物群。热河生物群是我国东北的另一个十分有目共睹的特异埋藏生物群,距今约1.25亿年,归于白垩纪时期。咱们可以看到,与这个蜻蜓化石共生的有许多小圆点,叫叶肢介化石,是一种水生生物。可是,这些叶肢介跟热河生物群的叶肢介彻底不同
后来在2001年,我在北京潘家园古董商场闲逛时,看到一位来自辽宁的大姐在卖化石。我一眼就认出,她卖的这些化石和其时我在法国看到的那块蜻蜓化石来自同一个产地。所以我就买了她许多化石,再加上软磨硬泡,终究总算从她嘴里套出来,这些化石都来自于我国东北内蒙赤峰市宁城县道虎沟。
▲左:道虎沟生物群的产出方位
中:道虎沟村
右:化石剖面维护馆
我就刻不容缓地去了道虎沟。道虎沟村间隔北京大约400公里,接近内蒙、辽宁和河北的交界处。它看起来是一个十分一般的小山村,可是在它村前、村后的小山包上,都有着许多许多保存着精巧化石的页岩,乃至其时还被当地的老乡拿去垒田埂,真的十分多。现在,道虎沟现已建成了化石剖面维护博物馆。
道虎沟化石便是保存在这样的层状沉积岩中。咱们发现这些沉积岩中含有许多的火山灰。这表明在1.65亿年前,道虎沟区域发生过十分激烈的火山作用,这些堆积的许多火山灰物质被一场暴雨冲入湖泊,掩埋了昆虫等动植物。细腻的火山灰能很好的阻隔氧气,把这些生物保存下来,渐渐就成为远古化石。
道虎沟的化石十分十分多,这便是其时的化石发掘现场之一。
在道虎沟许多的化石类别中,最有目共睹的明星是脊椎动物,比方蝾螈、翼龙、带茸毛的恐龙等。恢复图右下角这只像鸟相同的动物,便是迄今为止发现的最陈旧的带茸毛的恐龙。也可以看到其时的哺乳动物多种多样,有的在天上飞、有的在水中游水、还有的在地里打洞。
而咱们熟知的在天上飞的别的一种动物便是翼龙。这便是在道虎沟发现的世界上保存最无缺的一块翼龙化石。它不只保存了翼龙骨骼结构,还包含了一些软组织和翼膜,乃至翼膜上的毛发都被无缺地保存下来。
但现实上,无论是按数量仍是物种多样性计算,道虎沟化石中最多的都是昆虫化石。迄今为止,学术界现已描绘了近800种来历于道虎沟的昆虫化石。比方像咱们现在常见的蜻蜓、蚊子、甲虫、蝽类、蝉类等,在道虎沟都十分常见。也便是说,道虎沟是现在世界上已知的昆虫多样性最高的化石群。
巨型跳蚤究竟吸谁的血?
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在道虎沟一切的昆虫化石中最令人意外的,便是其时发现的这个巨型跳蚤。
现在咱们能见到的跳蚤都十分小,只要1-3毫米大。可是在远古的恐龙年代,跳蚤的长度可以超越2厘米,而且浑身长满毛和刺。它的触角很短,口器为长长的宝剑型,两头发育了许多锯齿,使它可以容易地刺穿寄主的皮肤吸血。
巨型跳蚤究竟吸什么动物的血呢?在《侏罗纪公园》这部科幻电影中,科学家从琥珀里包裹的蚊子所汲取的血液中提取了恐龙的DNA,然后复生恐龙。那这个巨型跳蚤是不是也吸恐龙血呢?
就有美国的一本儿童科普读物中说到,巨型跳蚤啃咬的是剑龙的血。但剑龙身上有很厚很坚固的皮,所以它们以为巨型跳蚤寄生在了剑龙眼睑部位的软弱处。但现实是否确实如此呢?
科学是需求依据的。咱们发现现代跳蚤的身上有一种栉状结构,像梳子相同,可以使跳蚤卡在寄主的毛发之间,避免被寄主抖落。现代的跳蚤发育了头栉、胸栉和腹栉。
远古巨型跳蚤身上也有栉,但跟现在的类型不相同。它发育的是胫端栉,坐落腿上的这个方位。这说明,巨型跳蚤也是寄生在带毛的脊椎动物身上的。即便寄生在恐龙身上,也应该寄生在那种带茸毛的恐龙身上。可是其时带茸毛的恐龙大约只要一只鸡那么大,表皮也很软,还都是温血动物。
还有一种或许,巨型跳蚤或许寄生在哺乳动物身上。可是其时的哺乳动物也很小,只要耗子那么大。咱们可以幻想,假如这么大的一个巨型跳蚤寄生在一个鸡或许耗子身上,那该有多么可怕。
所以咱们以为,这些跳蚤很或许是日子在这些寄主的巢穴之中的。等寄主回巢今后,它们就可以蜂拥而至吸寄主的血了。
现在,咱们发现了侏罗纪和白垩纪年代的许多种不同的跳蚤,这些跳蚤根本形状的分异也暗示了它们的寄主形状或许也是多样的。它们的寄主有或许是带茸毛的恐龙,也有或许是前期的哺乳动物,还有或许是翼龙、鸟类。可是,不同跳蚤与不同寄主之间的对应联络咱们现在还不清楚。
总而言之,咱们在道虎沟发现了侏罗纪年代的巨型跳蚤,它将蚤目生物的来历时刻向前推了5000万年,而且代表了现在已知最陈旧的外寄生虫。
奥秘的恐惧虫
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在道虎沟生物群中还有一类十分古怪的昆虫,叫恐惧虫。美国科学家格雷马蒂和英格尔(Grimaldi and Engel)曾经在一本专著中写道:恐惧虫是一切昆虫中最难解之谜。
恐惧虫身长大约只要1厘米,可是它没有翅膀,触角很短,后足特化成了两个大钳子,身上还有成对的侧叶,姿势看起来有点恐惧。
恐惧虫最早是1992年在俄罗斯的外贝加尔被俄罗斯科学家发现的,它的年代大约在1.55亿年前,比道虎沟生物群要晚一点。
恐惧虫的姿势十分共同,所以许多科学家以为它们无法被归入现在已知的任何一种昆虫类别里,乃至有些科学家为它建立了一个新的目。但学者们大都以为,恐惧虫是一种外寄生虫,它们或许跟现在的虱子、跳蚤有关,或许寄生在翼龙的翼膜上的,也或许寄生在带茸毛的恐龙的体表上,用大钳子夹住茸毛的毛根避免坠落。
在道虎沟,我连续发现了近20块恐惧虫化石。通过时断时续10年的研讨,咱们一直不能确认这些恐惧虫究竟归于什么物种。
解决问题的关键是这块化石。其时我以为这块化石是一个正在蜕皮的状况,由于这个化石里的恐惧虫有10条腿,还有1对大钳子。但通过仔细观察,我发现这块化石实际上是恐惧虫交配的场景,也便是雄虫趴在雌虫上面的姿势。雄虫的大钳子还可以用来抓握雌虫。
这也是咱们初次发现恐惧虫的雌虫化石,恐惧虫的雌虫十分像没有翅膀的蚊子。
然后咱们又发现了一块带翅膀的恐惧虫化石。这个恐惧虫有一个十分大的翅膀,尽管不是很清楚,但就证明了恐惧虫其实是一种特别的蚊子。它十分像现代的一类叫缨翅蚊的蚊子。缨翅蚊腹部也发育侧叶,是幼虫鳃的特化。
有一些学者质疑咱们的文章,以为不能确认这个东西究竟是不是翅膀。但在这篇文章在英国《天然》(Nature)杂志发布的3天前,咱们发现了另一块带翅膀的恐惧虫化石。不只带翅膀,还能从化石上看到它有十分典型的蚊子的翅脉。所以毫无疑问,恐惧虫便是一种特别的蚊子
恐惧虫展示了一种十分共同的水陆空三栖习性。和现在的缨翅蚊相同,它们或许在水中产卵、孵化、羽化,到天空中集合、婚飞,又蜕掉翅膀进入水中交配。
方才那两块恐惧虫化石都保存了一只翅膀,或许正是恐惧虫蜕掉翅膀进入水中交配这一瞬间的画面。
许多现代的缨翅蚊交配今后就死了,身后还依然保存着交配的姿势,这一点也很像恐惧虫化石。
会“办葬礼”的葬甲
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道虎沟生物群中还有许多十分共同的昆虫,比方葬甲。
葬甲,望文生义,便是可以掩埋动物的一种甲虫。咱们把道虎沟生物群里这个葬甲的触角结尾用扫描电镜扩大,可以发现许多化学感受器。这些化学感受器十分细微,只要10个微米大。
这些感受器是用来干什么的呢?现代的葬甲就用这种感受器来“闻”腐朽尸身的滋味寻觅食物:葬甲首要吃一些小型哺乳动物和鸟类的尸身。所以咱们以为,侏罗纪年代的葬甲也具有这种食腐的习性,是已知最陈旧的大天然清道夫。
时刻再近一点到1.25亿年前,咱们发现白垩纪热河生物群傍边葬甲的腹部发育了两列小的纵脊。这两对小的纵脊可以跟鞘翅冲突,发生尖利的叫声。葬甲可以使用这个叫声吓退天敌来维护幼崽。这反映了一种原始的亲代育婴行为。
亲代育婴行为特指双亲、也便是爸爸妈妈对子孙的维护和喂食。大多数哺乳动物、鸟类包含恐龙、人类都具有亲代育婴的习性,想不到这些小小的昆虫也会有这种维护幼崽抵挡天敌的习性。
在1亿年前的缅甸白垩纪琥珀中,咱们发现其时的葬甲和现在的掩埋虫十分类似,形状上简直没什么不同,所以咱们估测它们的行为学也相差不大。它们可以把一些小型的哺乳动物、鸟类的尸身做成尸球,把它们的毛拔掉,再注入防腐剂,然后在里面产卵,把它埋到地底下。等幼虫孵化今后,它们就有连绵不断的食物来历了。
通过从道虎沟、热河、缅甸琥珀中发现的这3个不同的中生代生物群,咱们可以提醒葬甲的行为学演化过程。
在道虎沟,这些葬甲是没有亲代育婴行为的;到了热河生物群,它们有初级的亲代育婴行为;到了缅甸琥珀,它们或许就有更高档的亲代育婴行为。
在琥珀中探寻蘑菇来历
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再简略介绍一下缅甸琥珀。缅甸琥珀产于缅北的克钦邦,咱们从新闻里了解到的一般是那个当地十分乱,但实际上那里会产出许多的琥珀。这些琥珀里包裹了十分多的昆虫和其他一些小的生物个别,是世界上中生代生物多样性最高的一个琥珀生物群。
世界上研讨缅甸琥珀的前史现已有100年了,但我国起步得很晚。我是2013年才开端研讨缅甸琥珀的,乃至都算得上是我国最早研讨缅甸琥珀的科研人员。其时咱们研讨缅甸琥珀的意图实际上是期望找到前面说的大跳蚤,尽管没找到,可是咱们课题组就此深深地扎入了缅甸琥珀的研讨之中。
在曩昔的8年中,咱们总共宣布了150篇论文。正是我国学者的不断参加,使缅甸琥珀的研讨呈迸发趋势。下面就介绍一下咱们在缅甸琥珀中获得的一些效果。
▲发现缅甸琥珀中的4种小型蘑菇
咱们知道,蘑菇归于真菌,不是植物。它只要十分简略的细胞壁,乃至没有维管束,所以难以以化石形状保存。在咱们研讨缅甸琥珀之前,全世界总共只发现了5种远古蘑菇,全都来自琥珀。而咱们在研讨缅甸琥珀的过程中,一会儿就发现了4种新的蘑菇化石。
这些蘑菇都十分小,只要1-3毫米大。但这些小蘑菇跟现在的蘑菇十分类似,这证明了1亿年前现已有多样化的小型蘑菇存在了。
▲现生巨须隐翅虫(左)及其上唇须结构(右)
咱们还发现了许多巨须隐翅虫,这种隐翅虫十分特别。咱们买蘑菇的时分,或许常常会看到蘑菇上有些小洞,这些小洞便是现生的巨须隐翅虫形成的。它有一个特色,它的上唇须的端部演化成一个斧头状,还有许多细微的化学感受器。这些化学感受器便是专门用来判别蘑菇新鲜程度的。它很挑食,只吃新鲜的蘑菇。
▲缅甸皋比中巨须隐翅虫(右)及其上唇须结构(左)
缅甸琥珀里这些巨须隐翅虫也具有相同的结构,所以咱们以为,缅甸琥珀中的巨须隐翅虫就现已以蘑菇为食了。
而现代巨须隐翅虫中,一种巨须隐翅虫只吃一种蘑菇,它们之间是一一对应的联络。所以咱们在缅甸琥珀中发现的多样的巨须隐翅虫,也证明了1亿年前就存在着许多种大型蘑菇。
由于巨须隐翅虫取食的蘑菇都比较大,所以咱们又重新研讨了热河生物群中的巨须隐翅虫,发现它的上唇须结尾也特化成了斧状。所以咱们有理由以为,其时在热河生物群中也存在吃蘑菇的这种甲虫。这个发现从旁边面将蘑菇的来历前史向前推了2500万年。
▲左:住在白蚁家里的螱客
中:吃花粉的甲虫
右:带着孩子游水的蝽
咱们还发现了许多许多来自远古的共同昆虫。比方在白蚁的巢穴中共生的叫螱客的小甲虫;还有一些为被子植物传粉的甲虫;还有道虎沟里的划蝽,它们可以把生下来的卵带在左腿上游水。
中生代现已演化出了各式各样的昆虫,它们跟动物、植物、真菌以及其他昆虫之间都发生了十分复杂的联络,终究演化出了五光十色的现代生态系统。
30年后的此时,我的昆虫化石研讨之路依然在持续,我依然在世界各地发掘各种不同的昆虫。最近几年,我的作业重点在青藏高原上。咱们在青藏高原的作业地址都在4500米以上,那些当地人迹罕至,可是对科学来说是一片处女地,可以发现许多许多新的昆虫化石,咱们还在那里发现了琥珀中的昆虫。
终究,十分高兴今日有时机跟咱们共享我的远古昆虫化石之旅。谢谢咱们。
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