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奇翅目Alienoptera昆虫奇特交配行为的发现

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-02-02  来源:巍巍昆虫记  琥珀  浏览次数:242
核心提示:昆虫是地球上种类最多的动物群体(已知超过一百万种),在所有生物种类(包括细菌、真菌、病毒)中占比超过50%,它们的踪迹几乎
         昆虫是地球上种类最多的动物群体(已知超过一百万种),在所有生物种类(包括细菌、真菌、病毒)中占比超过50%,它们的踪迹几乎遍布世界的每一个角落。如此繁多的昆虫依据形态上的差异,被归并为鞘翅目、鳞翅目、膜翅目等30多个目级分类阶元。2016年初,中德合作研究团队在缅甸琥珀中(约一亿年前)发现了一个灭绝的昆虫纲新目——奇翅目Alienoptera昆虫(Bai et al., 2016. Gondwana Research)。在昆虫纲中,奇翅虫属于异类,具有非同寻常的特征组合,又被戏称为“四不像”昆虫。

近日,中德国昆虫学家再度合作,又发现了产自白垩纪缅甸琥珀(约一亿年前)奇翅目的第二个新属种,成果已被《细胞》出版集团旗下的生物学著名刊物《当代生物学》(Current Biology)在线发表。该研究由中国科学院动物研究所白明博士、杨星科研究员和德国耶拿大学Wipfler博士共同领衔研究。

研究团队在陆续获得多块标本之后(共8块标本,包含9个虫体,其中3个成虫6个若虫),综合运用了多种无损成像和分析手段来研究标本,包括了中科院动物所的显微CT、北京同步辐射装置(BSRF)的硬X射线相衬CT、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等。通过对CT数据的重建、分割和融合,无损得到了姬锯胸奇翅虫高清3D形态。通过详尽地研究后(图1A-E),再结合三维重建和系统发育结果,我们最终确定了1个新属种姬锯胸奇翅虫†Caputoraptor elegans Bai, Beutel et Wipfler gen. et sp. nov.。该种与已发表的奇翅目昆虫†Alienopterus brachyelytrus同属†Alienopteridae,但最为奇特的是其特化的头胸剪刀状结构,其头部向后翼状延伸,与前胸背板锯齿状前缘形成剪刀状结构,前胸背板腹面还具有长感觉毛,可能起到触发结构闭合的机制,此结构在古生及现生昆虫及其他动物中绝无仅有。通过对其功能进行分析,我们提出三种假说:交配抱握、捕食或防御,其中交配抱握是最有可能的假说。具体而言,我们认为姬锯胸奇翅虫在交配时,并非是常见的雄上雌下的体位,而是雌性爬到雄性个体上方,通过头胸剪刀状结构,把持住雄性的前翅(图1F)完成交配。此类雌上雄下的交配体位,在动物界极为罕见,目前仅在现生直翅目、蜉蝣目和蜚蠊目等类群中有零星报道。此发现,进一步丰富了奇翅目昆虫的种类和生物学信息,同时也有助于我们了解一亿年前复杂的昆虫交配行为机制,并为仿生学提供启示。

Caputoraptorelegans Bai, Beutel et Wipflergen. et sp. nov.标本照片及重建图

A-D. 正模标本照片;E. 生态复原图;F. 交配体位示意图

本研究受到国家自然科学基金委、中科院、欧盟项目、德国研究基金会、德国洪堡基金会、北京光源和上海光源的支持。

图文
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