​



​(談天說地)昆蟲超聲波通訊在侏羅紀時期已出現   王春燕 魏婧宇

 科學家通過對內蒙古寧城縣侏羅紀時期化石螽斯的研究發現,化石物種奇異曲阿博鳴螽的鳴聲載波頻率突破20kHz,首次證實在距今1.65億年前的中侏羅世就已存在超聲通訊類昆蟲。相關研究成果在線發表於《美國科學院院刊》。

 此前學界長期認為,超聲通訊類昆蟲是應對蝙蝠捕食而演化形成的。該項研究首次明確了超聲通訊類昆蟲的演化起源發生在蝙蝠出現之前,比始新世蝙蝠早出現超1億年。

 首都師範大學生命科學學院昆蟲演化與環境變遷教育部創新團隊聯合中外多個科研團隊,選取寧城縣道虎溝地區燕遼生物群中9種、20件雄性螽斯前翅標本,與現在僅分佈在四川的螽斯孑遺類群長生鐵鳴螽進行對照研究,搭建「化石翅形態—翅共振模擬—音節重構—鳴聲時序預測」古動物聲學重建流程,用以復原遠古昆蟲完整鳴聲的聲學特徵。

 論文共同通訊作者、首都師範大學教授任東介紹說,9種化石螽斯的鳴聲頻率覆蓋5kHz-20.5kHz,其中5個物種為5kHz-7kHz低頻純音,其餘4個物種分佈於8kHz-20.5kHz中高頻區間,化石物種奇異曲阿博鳴螽的載波頻率可達20.5kHz,證實中侏羅世已存在真正意義上的超聲通訊類昆蟲。

 專家還發現,9種化石螽斯的鳴叫聲頻譜範圍異常狹窄,也就是純音。純音會降低捕食者對聲源的定位能力,侏羅紀早期哺乳動物已經具備一定高頻聽覺,但其中耳結構對純音的方位分辨能力弱。因此,侏羅紀螽斯演化出純音鳴唱,是對抗捕食者竊聽的關鍵演化適應。

 任東團隊與英國布里斯托大學合作於2012年首次復原了內蒙古道虎溝中侏羅世一個螽斯物種——悅耳古鳴螽的鳴叫聲。此次最新研究成果不僅首次證實昆蟲超聲波通訊已在侏羅紀時期出現,還完整重建了史前森林螽斯群落的聲景,科學再現了1.65億年前的蟲鳴。

 「該研究穿越1.65億年聽見侏羅紀時期的蟲鳴,建立起中生代昆蟲-哺乳類雙向聲學選擇新理論,完善了陸地動物聽覺、發聲協同演化體系。」任東說。◇