螽斯化石揭示中生代声学景观的演化

2022年12月13日 21:00:31 | 来源:我苏网

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  声音交流是动物最重要的通讯方式之一,通常被用于求偶、交配、捕食和躲避天敌等行为中,由于声学景观无法直接保存在化石记录中,我们对早期声学景观面貌以及动物声音交流行为的起源和演化了解非常有限。

  近日,中国科学院南京地质古生物研究所的科研人员,建立了首个化石直翅目形态特征数据库,通过两亿年前的螽斯化石,揭示中生代声学景观的演化,相关研究成果于今天在线发表于《美国科学院院报》。

  在动物界,直翅目是多样性最高的鸣声动物,其中,螽斯即俗称的蝈蝈,在中生代非常繁盛,是动物声学演化研究的理想类群。科研人员以中生代螽斯化石为研究对象,分析了该类群声音器官的形态特征,并重建了中生代螽斯的鸣声频率。

  中国科学院南京地质古生物研究所博士生许春鹏解释:“蝈蝈主要是靠两个前翅相互摩擦来发出声音,我们在产于2.4亿年之前的蝈蝈化石中,根据保存下来的发音结构重建了声音频率,这些声音频率最高的已经超过了16kHz,是高频的声音,也是整个动物界高频声音最古老的化石记录。”

  科研人员还在侏罗纪鸣螽化石中发现了保存精美的听器,无论是在大小、位置还是在结构上,和一些现生螽斯的听器几乎一样。许春鹏告诉记者:“我们在一些雄性的蝈蝈化石中也找到了这种听器结构,再结合它的发音器官,这两个证据就能够很好地证明,在距今大约1.6亿年之前,这些雄性蝈蝈之间就已经能够具有声学交流行为,他们通常会因为求偶、领地等各种原因进行争斗。”

  另外,这项研究最为重要的一项结论,就是为昆虫和早期哺乳动物的声学共演化假说提供了证据。早期哺乳动物大多为夜晚活动的小型食虫类的动物,螽斯善于鸣叫,通常是前者最理想的食物来源。

  科研人员发现,中生代螽斯在早-中侏罗纪发生了一次明显的类群更替,从哈格鸣螽科主导转为鸣螽科主导,时间上恰好对应了早期哺乳动物的辐射事件,并伴随其听觉能力的提高。许春鹏介绍:“这些早期的哺乳动物作为捕食者,很可能对螽斯的演化产生了自然选择的作用,促进了声学能力更强的鸣螽科昆虫的崛起,反过来讲,鸣螽早早地演化出了高频的声音,也很可能进一步促进了哺乳动物听觉能力的提高。”

  (江苏广电融媒体新闻中心/董雯 编辑/赵川)

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