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▲编号为1552.b的琥珀标本及内部生物包裹体细节。其中,图a(上方)箭头所指处为一只保存完好的灭绝蚂蚁——哥氏栉琉璃蚁(†Ctenobethylus goepperti)个体;图b(下方)箭头所指处则包裹着一只眼蕈蚊科(Sciaridae)昆虫。图中标尺刻度代表5毫米。论文出处:Boudinot, Brendon E., et al.(2026)

本文约1800字,阅读约4分钟

出品 | 海潮天下

大文豪歌德(Johann Wolfgang von Goethe)一定不会想到,他当年为了研究色彩学而搜集、并亲手打磨的波罗的海琥珀收藏中,竟藏着3只跨越了4000万年时空的远古昆虫!

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▲上图:a)为矗立于魏玛的歌德与席勒纪念雕像,象征着这位文豪将艺术、科学与人文紧密结合的终身追求。歌德对色彩理论及棱镜进行了兼具物理与哲学维度的深入探索,图b即为他于1809年为《色彩学》亲笔绘制并注释的色环,用以象征“人类的精神与心灵生活”。除了理论研究,歌德一生还搜集了大量自然标本,图c展示的便是其私人藏品中除琥珀昆虫外、现存唯一的一件昆虫实物标本,标签上标注为“Curculio imperialis”,即现今所知的帝国象甲(Entimus imperialis),是一只产自巴西的特有甲虫。论文出处:Boudinot, Brendon E., et al.(2026)

在魏玛古典基金会管理的歌德故居国家博物馆内,长期保存着40件歌德生前收集的琥珀标本。

这些标本在过去2个世纪里,大多还是保持着原始状态。其中有2件,表面从未经过人工抛光,外壳显得毛糙、混杂着岁月的杂质,肉眼根本无法看清里面有啥。

其实,长期以来,如何不破坏历史文物、又能窥探其内部结构,一直是博物馆藏品研究的难题。毕竟,传统的物理抛光,虽所能提高琥珀的透明度,但对于歌德藏品这类极具历史价值的文物来说,任何肉眼可见的损耗都是不可逆的。

为了看清内部,耶拿大学的研究团队索性把这两件未抛光的琥珀带到了汉堡,借助德国电子同步加速器(DESY)的专业设备进行检测。

研究人员利用同步辐射微解剖计算机断层扫描技术,让高能X射线直接穿透琥珀那层毛糙的外壳,在不伤及文物分毫的前提下,成功地获取了内部包裹物的超高分辨率3D图像。

结果,令人吃惊——断层扫描的结构重建结果显示,粗糙的树脂深处清晰地显现出3只来自始新世的昆虫遗骸,分别是一只蕈蚋、一只黑蝇和一只蚂蚁!

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▲上图:编号为1552.b的琥珀标本及内部生物包裹体空间位置的3D渲染图。画面上方清晰可见的是灭绝蚂蚁哥氏栉琉璃蚁;箭头所指处则为一只紧贴该视角下琥珀背面表层、被树脂包裹的眼蕈蚊。该地质标本的完整3D数字模型现已上传至Sketchfab平台。论文出处:Boudinot, Brendon E., et al.(2026)

在这3者之中,那只蚂蚁由于保存状态极为罕见,成为了本次研究的核心。经形态学比对,它被确认为已经灭绝的哥氏栉琉璃蚁(†Ctenobethylus goepperti(Mayr, 1868))。

这种蚂蚁在波罗的海琥珀标本中属于常见物种,过去受限于观测技术,科学家往往只能隐约看到其外在轮廓。得益于同步辐射技术带来的微米级分辨率,这只工蚁体表的细微刚毛清晰可见,连头骨内部的骨骼空腔、胸部的肌肉附着结构等内部解剖细节,也都被完整地勾勒出来了。参见下图。

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▲编号1552.b琥珀标本中哥氏栉琉璃蚁的3D渲染图。图中a为侧视图,b为背视图,c为腹视图。主要解剖结构缩写标注为:an:触角;ce:复眼;cl:唇基;fc:额隆脊;g:后腹部;hy:下生殖片;ol:枕叶;mn:中胸背板;pl:前胸侧板;pn:前胸背板;ppd:并胸腹节背面;ppp:并胸腹节后侧面;ptn:腹柄节结节;py:尾节;sc:触角柄节。图中标尺刻度代表0.5毫米。该物种的完整3D数字模型现已上传至Sketchfab平台。论文出处:Boudinot, Brendon E., et al.(2026)

根据这些精细的内部解剖数据,耶拿大学的研究人员完成了该物种的整套数字化3D重建,并将数据模型发布在互联网上,供全球古昆虫学者进行系统发育分析。为了弄清这种蚂蚁在4000万年前的生态定位,研究团队将其与现代分布于北美和欧洲温暖地带的琉璃蚁属进行了对比。结果表明,哥氏栉琉璃蚁的身体构造支持其在远古森林的树冠层建立大型巢穴。这种频繁在树干与树枝间开展群体活动的生物习性,解释了为什么它们如此容易被当时松柏科植物分泌的粘稠树脂捕获,进而高概率地变成了今天所见到的琥珀化石。

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▲上图:1552.b琥珀标本中哥氏栉琉璃蚁的透明3D渲染图。图中a为头部正视图,清晰展现了其头部的内骨骼支持系统——天幕结构;b为去除了足部的胸部(并胸腹节)侧视图,重点展示了前胸内骨骼(前胸叉骨)。图中标尺刻度代表0.5毫米。该虫体的完整3D数字解剖模型现已上传至Sketchfab平台。论文出处:Boudinot, Brendon E., et al.(2026)

歌德作为早期生物形态学的奠基人之一,曾倾注大量心血研究动植物的结构演变,现代科研人员用全新成像技术从他的遗存中提取出精细形态学证据,恰好形成了一种学术研究上的时间互文。随着无损断层扫描技术的成熟,许多存放在世界各大博物馆库房深处、因品品相不佳或未经打磨而被尘封的化石标本,未来都有望通过数字化手段重新进入科研视野,继续填补地球生命演化链条上的空白。

物种档案:已灭绝的哥氏栉琉璃蚁

†哥氏栉琉璃蚁(拉丁学名:†Ctenobethylus goepperti)是一种生活在距今约4700万~3400万年前始新世的树栖灭绝蚂蚁,属于蚁科琉璃蚁亚科,因频繁在松柏科树干上筑巢活动而广泛存在于波罗的海及罗夫诺琥珀中。

该物种在1868年首次被描述,其属名由希腊语中的“栉”(意思是梳子)与肿腿蜂属名组合而成,其实,是源于早期分类学上曾将其误认为肿腿蜂的历史误判,而种加词则是为了致敬古生物学先驱格佩特。它们是当时欧洲湿润森林生态系统中的优势物种,长着强壮的上颚、紧凑的体躯。2026年初发表的论文中显示,科学家借助无损的同步辐射微解剖断层扫描技术,首次成功重建了其包括体表刚毛及头胸部内骨骼在内的超高分辨率3D解剖结构。

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信息源 | Boudinot, Brendon E., et al.(2026)

文 | 朱潇潇

指导老师 | Linda

排版 | 卢晓雨

时间 | 2026年6月

欢迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn

【参考资料】

感兴趣的海潮天下(Marine Biodiversity)读者可以参看该研究的全文:

Brendon E. Boudinot, Bernhard L. Bock, Daniel Tröger, Michael Weingardt, Jörg U. Hammel, Veit Grabe, Mónica M. Solórzano-Kraemer, Kenny Jandausch, Jill T. Oberski, Thomas Schmuck. Discovery of Goethe’s amber ant: its phylogenetic and evolutionary implications. Scientific Reports, 2026; 16 (1) DOI: 10.1038/s41598-026-36004-4

https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260604044252.htm

https://www.nature.com/articles/s41598-026-36004-4

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