揭开“巨型”远古化石背后的跳蚤进化之谜

yangqiji · 发表于 2012-3-11 21:37

   新华网南京３月９日电（记者王珏玢）在遥远的中生代，跳蚤竟然和现代蟑螂一般大，而且只会爬不会跳。这是近日发表在英国《自然》（Ｎａｔｕｒｅ）杂志网站上的“中国中生代巨型跳蚤”研究论文所披露的内容。由于将蚤目化石记录提前４０００万年以上，文章发表后，便引起海内外业内人士的关注。
   这些“巨型”跳蚤如何被发现？它们与亿万年后的“子孙后代”有何异同？关于这种常见生物还有哪些未解之谜？记者日前采访了主持此项研究的中科院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖。
   １０万化石里“淘宝”终成正果
   “要做跳蚤进化的研究，最难的是发现够‘老’的化石。”黄迪颖介绍，已发现的跳蚤化石多保存于新生代琥珀中，年代不超过６５００万年，而它们已与现代跳蚤相差无几。因此关于蚤目起源及其中生代的演化证据长期缺失。
   “这次能取得突破性的发现，关键在于我们发现９块中生代跳蚤化石。”在黄迪颖的办公室里，记者看到了这９块珍贵的化石。它们厚薄不一、最大的不过拳头大小，一只只形态各异的跳蚤在化石上清晰可见。
   黄迪颖告诉记者，在这项研究以前，中生代的跳蚤仅报道过一例，即澳大利亚早白垩世的Ｔａｒｗｉｎｉａ（距今约１．２亿年）。但由于它缺乏不少跳蚤的细节形态特征，此前学界对其分类位置及系统关系仍存在争议。而这次，黄迪颖的科研团队一共找到９块“巨型”跳蚤化石，它们分别来自内蒙古宁城中侏罗世道虎沟动物群（距今约１．６５亿年）和辽宁北票早白垩世热河动物群（距今约１．２５亿年），一下将蚤目化石记录提前４０００万年以上。
   “别看这些化石不起眼，要发现它们可是难于登天。”黄迪颖笑称，发现跳蚤化石既要下“苦功夫”也要有“运气”。２００８年清明节，他和几个化石爱好者来到辽宁北票化石市场，一眼就看中了１块产自北票黄半吉沟的化石。“虽然以前没有亲眼见过，但凭借对昆虫形态学的良好基本功，我一眼就认出这是一块跳蚤化石，拿回去后我对住在一起的化石爱好者还进行了一番讲解。”２００８年底，黄迪颖口中那位化石爱好者又在化石市场“淘到”另１块来自道虎沟动物群的跳蚤化石，并赠与黄迪颖研究。
   正是这两块化石，激起了黄迪颖揭开跳蚤早期进化之谜的渴望。２００９年春节刚过，他冒着严寒再次来到位于内蒙古、辽宁、河北交界处的道虎沟，并幸运地发现了两枚２厘米左右的“巨型”雌性跳蚤化石和两枚极不起眼的雄性跳蚤化石。从那以后，他每年都要去内蒙古宁城和辽宁北票，希望找到更多的化石记录。　　　“但跳蚤化石非常稀少，之后几次都没有那一年的运气了。”黄迪颖说，在内蒙古及辽西找到约１０万块化石，最终收集到９块跳蚤化石，这概率真是比沙里淘金还要小。

yangqiji · 发表于 2012-3-11 21:49

   “巨型”中生代跳蚤竟大如蟑螂
   正是这９块珍贵的化石，让人们有机会重新认识跳蚤这种常见寄生虫的起源演化及系统关系。令人惊奇的是，现代跳蚤一般体长为１毫米至３毫米，而这些中生代跳蚤体型却十分“巨大”，通常体长在１．５厘米左右，有的种类甚至超过２厘米，这几乎达到了现代蟑螂的大小。
   除了“体型”上的差异，这些远古跳蚤与它们生存在现代的“子孙后代”还有许多不同：它们的身体不像现代跳蚤般侧扁，而是更接近于背腹扁平；刺吸式口器较现代跳蚤更长；最特别的是，中生代跳蚤的后足并不具有跳跃功能，这说明那时的跳蚤只能爬不能跳。
   “中生代的跳蚤正处于过渡时期，它们的特征让我们更清晰地看见跳蚤这种生物逐渐适应寄生生活的演化过程。”黄迪颖认为，新的跳蚤化石具有很长的刺吸式口器，这与中生代具有吸管的长翅目昆虫极为相似，有力支持了蚤目起源于长翅目的假说。随着一些带毛动物的出现，跳蚤祖先的翅膀逐渐退化并开始寄生生活。它们身上发育的各种栉状刚毛和向后的鬃毛好像一个个“倒刺”使其牢牢“扒住”寄主毛发难以被抖落；而由背腹扁平进化为侧扁且变得微小的体型更有利于减小阻力，方便它们在寄主毛发间穿行；随着时间的推移，跳蚤的后足演化为跳跃型，它们的行动变得更为迅捷，弥补了它们由于体型变小带来的运动活动限制，而现代跳蚤甚至可以跳过它们身长几百倍的距离。
   “当然，中生代跳蚤有更多与现代跳蚤相似的特征，比如成虫无翅、触角短、雌性个体大于雄性等等。”黄迪颖说，也正是由于存在这些基本特征，研究人员们才判定化石上的昆虫正是跳蚤的“祖先”。
“我们也没想到，小小跳蚤会引来这么多关注。”黄迪颖介绍，自论文在《自然》网站刊发后，立刻被该网作为头条新闻；美国《科学》网站等也作了报道。不少外国朋友打电话来表示祝贺，大家的鼓励和肯定是他们继续研究的动力。
   远古跳蚤如何生存仍是未解之谜
   “现代跳蚤９５％寄生在哺乳动物身上，还有５％比较进化的类型寄生在鸟类身上。但是在遥远的中生代，跳蚤究竟怎样生存还是个未解之谜。”
黄迪颖向记者介绍，此次发现的中生代“巨型”跳蚤已具备适于寄生在具毛动物体表的特征。鉴于现代跳蚤的生存习性，研究人员首先推测它们的寄主是哺乳动物。
   由于当时发现的哺乳动物体型很小，科研人员推测如果寄主为哺乳动物，跳蚤很可能隐藏在寄主巢穴中等寄主回巢时吸吮它们的血液。“目前我个人比较倾向于这个观点，因为现在仍有一种体型较大的蝠螋寄居在蝙蝠的洞穴里生存。”黄迪颖说。
   而同时，中生代也存在很多带毛恐龙，这些“巨型”跳蚤长而尖锐且具锉状小齿的口器也可以穿透恐龙坚韧的皮肤，因而并不排除当时的跳蚤寄生在带毛恐龙体表的可能。
   “与这些跳蚤共生的道虎沟动物群与热河动物群中都发现了保存皮毛的哺乳动物，带毛的恐龙和翼龙，热河动物群中还发现了大量保存羽毛的鸟类，对这些化石毛发、羽毛的研究也许有助于我们解开跳蚤寄主之谜。”黄迪颖说，虽然工作从来都不是一帆风顺，但还是对未来的研究充满信心。

yangqiji · 发表于 2012-3-11 21:53

   “巨型”中生代跳蚤竟大如蟑螂
   正是这９块珍贵的化石，让人们有机会重新认识跳蚤这种常见寄生虫的起源演化及系统关系。令人惊奇的是，现代跳蚤一般体长为１毫米至３毫米，而这些中生代跳蚤体型却十分“巨大”，通常体长在１．５厘米左右，有的种类甚至超过２厘米，这几乎达到了现代蟑螂的大小。
   除了“体型”上的差异，这些远古跳蚤与它们生存在现代的“子孙后代”还有许多不同：它们的身体不像现代跳蚤般侧扁，而是更接近于背腹扁平；刺吸式口器较现代跳蚤更长；最特别的是，中生代跳蚤的后足并不具有跳跃功能，这说明那时的跳蚤只能爬不能跳。
   “中生代的跳蚤正处于过渡时期，它们的特征让我们更清晰地看见跳蚤这种生物逐渐适应寄生生活的演化过程。”黄迪颖认为，新的跳蚤化石具有很长的刺吸式口器，这与中生代具有吸管的长翅目昆虫极为相似，有力支持了蚤目起源于长翅目的假说。随着一些带毛动物的出现，跳蚤祖先的翅膀逐渐退化并开始寄生生活。它们身上发育的各种栉状刚毛和向后的鬃毛好像一个个“倒刺”使其牢牢“扒住”寄主毛发难以被抖落；而由背腹扁平进化为侧扁且变得微小的体型更有利于减小阻力，方便它们在寄主毛发间穿行；随着时间的推移，跳蚤的后足演化为跳跃型，它们的行动变得更为迅捷，弥补了它们由于体型变小带来的运动活动限制，而现代跳蚤甚至可以跳过它们身长几百倍的距离。
   “当然，中生代跳蚤有更多与现代跳蚤相似的特征，比如成虫无翅、触角短、雌性个体大于雄性等等。”黄迪颖说，也正是由于存在这些基本特征，研究人员们才判定化石上的昆虫正是跳蚤的“祖先”。
“我们也没想到，小小跳蚤会引来这么多关注。”黄迪颖介绍，自论文在《自然》网站刊发后，立刻被该网作为头条新闻；美国《科学》网站等也作了报道。不少外国朋友打电话来表示祝贺，大家的鼓励和肯定是他们继续研究的动力。
   远古跳蚤如何生存仍是未解之谜
   “现代跳蚤９５％寄生在哺乳动物身上，还有５％比较进化的类型寄生在鸟类身上。但是在遥远的中生代，跳蚤究竟怎样生存还是个未解之谜。”
   黄迪颖向记者介绍，此次发现的中生代“巨型”跳蚤已具备适于寄生在具毛动物体表的特征。鉴于现代跳蚤的生存习性，研究人员首先推测它们的寄主是哺乳动物。
   由于当时发现的哺乳动物体型很小，科研人员推测如果寄主为哺乳动物，跳蚤很可能隐藏在寄主巢穴中等寄主回巢时吸吮它们的血液。“目前我个人比较倾向于这个观点，因为现在仍有一种体型较大的蝠螋寄居在蝙蝠的洞穴里生存。”黄迪颖说。
   而同时，中生代也存在很多带毛恐龙，这些“巨型”跳蚤长而尖锐且具锉状小齿的口器也可以穿透恐龙坚韧的皮肤，因而并不排除当时的跳蚤寄生在带毛恐龙体表的可能。
   “与这些跳蚤共生的道虎沟动物群与热河动物群中都发现了保存皮毛的哺乳动物，带毛的恐龙和翼龙，热河动物群中还发现了大量保存羽毛的鸟类，对这些化石毛发、羽毛的研究也许有助于我们解开跳蚤寄主之谜。”黄迪颖说，虽然工作从来都不是一帆风顺，但还是对未来的研究充满信心。

yangqiji · 发表于 2012-3-11 22:19

   “巨型”中生代跳蚤竟大如蟑螂
   正是这９块珍贵的化石，让人们有机会重新认识跳蚤这种常见寄生虫的起源演化及系统关系。令人惊奇的是，现代跳蚤一般体长为１毫米至３毫米，而这些中生代跳蚤体型却十分“巨大”，通常体长在１．５厘米左右，有的种类甚至超过２厘米，这几乎达到了现代蟑螂的大小。
   除了“体型”上的差异，这些远古跳蚤与它们生存在现代的“子孙后代”还有许多不同：它们的身体不像现代跳蚤般侧扁，而是更接近于背腹扁平；刺吸式口器较现代跳蚤更长；最特别的是，中生代跳蚤的后足并不具有跳跃功能，这说明那时的跳蚤只能爬不能跳。
   “中生代的跳蚤正处于过渡时期，它们的特征让我们更清晰地看见跳蚤这种生物逐渐适应寄生生活的演化过程。”黄迪颖认为，新的跳蚤化石具有很长的刺吸式口器，这与中生代具有吸管的长翅目昆虫极为相似，有力支持了蚤目起源于长翅目的假说。随着一些带毛动物的出现，跳蚤祖先的翅膀逐渐退化并开始寄生生活。它们身上发育的各种栉状刚毛和向后的鬃毛好像一个个“倒刺”使其牢牢“扒住”寄主毛发难以被抖落；而由背腹扁平进化为侧扁且变得微小的体型更有利于减小阻力，方便它们在寄主毛发间穿行；随着时间的推移，跳蚤的后足演化为跳跃型，它们的行动变得更为迅捷，弥补了它们由于体型变小带来的运动活动限制，而现代跳蚤甚至可以跳过它们身长几百倍的距离。
   “当然，中生代跳蚤有更多与现代跳蚤相似的特征，比如成虫无翅、触角短、雌性个体大于雄性等等。”黄迪颖说，也正是由于存在这些基本特征，研究人员们才判定化石上的昆虫正是跳蚤的“祖先”。
   “我们也没想到，小小跳蚤会引来这么多关注。”黄迪颖介绍，自论文在《自然》网站刊发后，立刻被该网作为头条新闻；美国《科学》网站等也作了报道。不少外国朋友打电话来表示祝贺，大家的鼓励和肯定是他们继续研究的动力。
   远古跳蚤如何生存仍是未解之谜
   “现代跳蚤９５％寄生在哺乳动物身上，还有５％比较进化的类型寄生在鸟类身上。但是在遥远的中生代，跳蚤究竟怎样生存还是个未解之谜。”
   黄迪颖向记者介绍，此次发现的中生代“巨型”跳蚤已具备适于寄生在具毛动物体表的特征。鉴于现代跳蚤的生存习性，研究人员首先推测它们的寄主是哺乳动物。
由于当时发现的哺乳动物体型很小，科研人员推测如果寄主为哺乳动物，跳蚤很可能隐藏在寄主巢穴中等寄主回巢时吸吮它们的血液。“目前我个人比较倾向于这个观点，因为现在仍有一种体型较大的蝠螋寄居在蝙蝠的洞穴里生存。”黄迪颖说。
   而同时，中生代也存在很多带毛恐龙，这些“巨型”跳蚤长而尖锐且具锉状小齿的口器也可以穿透恐龙坚韧的皮肤，因而并不排除当时的跳蚤寄生在带毛恐龙体表的可能。
   “与这些跳蚤共生的道虎沟动物群与热河动物群中都发现了保存皮毛的哺乳动物，带毛的恐龙和翼龙，热河动物群中还发现了大量保存羽毛的鸟类，对这些化石毛发、羽毛的研究也许有助于我们解开跳蚤寄主之谜。”黄迪颖说，虽然工作从来都不是一帆风顺，但还是对未来的研究充满信心。