昆虫统治陆地之前,它们的部分祖先可能靠一排腹部附肢在浅海沿岸划水。今天,昆虫几乎占据所有陆地环境,已描述物种数量超过任何其他动物类群。它们通过搬运养分、分解有机物、与植物建立复杂关系,重塑了早期陆地生态系统。但这段成功史的开端一直难以追溯,因为昆虫演化的最早阶段在化石记录中几乎空白。

得州新化石补上缺失一环

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一块来自得克萨斯州西部的新化石,为这段缺失的历史提供了罕见视角。这种动物被命名为Chosha praecursor,生活在约3.24亿年前的密西西比纪晚期。它同时具备昆虫的关键解剖特征,以及适合水中生活的桨状腹部附肢。化石并未展示一个已完成登陆的物种,反而指向一个漫长的两栖阶段——早期昆虫在适应水陆之间的潮湿环境时,保留、改造并逐步丢弃了从水生祖先那里继承的结构。

研究由中国科学院南京地质古生物研究所的蔡晨阳和剑桥大学联合培养博士生Erik Tihelka领导,团队成员还包括来自美国、西班牙等国的研究者,成果发表在《自然》杂志。研究团队没有止步于描述C. praecursor,还将其与英国早泥盆世燧石沉积中的神秘六足类材料、美国晚石炭世马宗溪生物群进行了比较。这项更广泛的分析让他们识别出一个此前未被发现的原始干群昆虫谱系。

干群昆虫为何关键

干群昆虫不属于现代昆虫类群,但与现生昆虫的亲缘关系比与其他动物更近。演化树这一分支的化石,可以保留后来消失的祖征与进步特征的组合,对重建昆虫身体结构的演化过程尤其珍贵。遗传学估算显示,六足类在寒武纪—奥陶纪期间与海洋甲壳类近亲分离,开始适应陆地。但最古老的无争议六足类实体化石来自苏格兰的莱尼燧石层,年代约4.05亿年前。明确的昆虫直到晚石炭世才大量出现,中间约8000万年的早期历史记录稀疏。

这段空白让研究者难以确定昆虫何时获得六足身体结构、何时丢失祖先的游泳附肢、何时完全陆地化。它也造成了分子钟估算与化石记录之间的错位。C. praecursor的发现,恰好落在这一关键缺口之中,为昆虫从水生到陆生的过渡提供了直接证据。