一个拥有5000万年历史的昆虫睾丸是一个幸运的发现

软组织很少能保存如此之久——即使是化石。
A close-up of a katydid, an insect with six long and lean legs.
图中所示的现存的都是同一个属的螽斯,它们具有与在绿河组化石中看到的相同的内部结构。Salvador Vitanza

由于其柔软而海绵状的组织,内部器官在化石记录中很少见。但发掘出这只 5000 万年前螽斯遗骸的古生物学家却意外获得了化石的“大奖”。这个瘦腿昆虫的已灭绝物种的消化道、肌肉、腺体甚至睾丸的一部分,都与昆虫较硬的结构一起保存了下来。这些发现被描述在 《古昆虫学》杂志》(Palaeoentomology)于 6 月 23 日发表的一项研究中

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“螽斯在化石记录中非常罕见,所以你发现的任何新的螽斯化石都代表着螽斯进化史上的一个新数据点,”该研究的合著者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的古昆虫学家 Sam Heads 在一份声明中表示。“但也许这个化石最引人注目的特征是其非常出色、非凡的内部器官保存——这些器官在化石中是看不到的。”

该标本是在科罗拉多州的绿河组发现的。这个巨大的化石层延伸到三个西部州,拥有细颗粒的页岩,能很好地保存那里曾经生活的动植物。这种新的螽斯物种已灭绝,并以 Heads 的同事、已退休的昆虫病理学家 Leellen Solter 的名字命名为

Arethaea solterae

“显然,拥有一个现代属的化石物种是非常重要的,因为它证实了这个谱系的古老性,”Heads 说。“现在我们知道,大约 5000 万年前,这个属就已经进化了,并且已经有了模仿其赖以生存并躲避捕食者的草的形态。”

Three views of the fossil insect include impressions of its wings, top; internal structures, middle; and parts of the rear legs, bottom.
这张化石昆虫的三视图分别显示了它的翅膀(上)、内部结构(中)和后腿部分(下)。来源:Jared Thomas。

对已灭绝昆虫体内进行这种罕见的观察,将有助于科学家更好地了解这组昆虫是如何进化的,以及它们独特的物理结构是如何随着时间发展的。

Heads 表示,消化道的一部分,称为胃(ventriculus)——有两组肌肉在此研磨食物——得以保存,这并不算特别罕见。然而,当他在显微镜下检查标本时,他发现了一些令人惊讶的内部结构,这些结构已经保存了数千年。除了被称为“脂肪体”的组织(一种帮助昆虫新陈代谢的器官)外,标本中还发现了构成螽斯与翅膀相关的胸部肌肉的纤维痕迹。

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Heads 迎来了又一个惊喜。“有这些小导管,它们似乎都连接到一个圆形的结构——那只能是睾丸和与睾丸相关的附属腺体,”Heads 说。“这简直太神奇了。我没想到会在岩石压痕中看到这种结构。我以前从未见过。”

为确保准确性,Heads 解剖了几只属于同一属的现存螽斯,以比对他在这具 5000 万年前的化石中所看到的。现代螽斯的附属腺体和胃与化石中的外观完全相同。这可能是这种保存水平的第一个实例。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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