欣赏一下这只5000万年前的刺蝽及其精美的生殖器

昆虫的生殖器很少能以化石的形式保存下来。
assasin bug preserved fossil
在科罗拉多州发现的一枚刺蝽化石,代表了新属和新种的掠食性昆虫,即刺蝽。研究人员将新物种命名为 Aphelicophontes danjuddi。图片由古生物学会提供

一枚拥有5000万年历史的刺蝽为我们提供了罕见的视角,得以一窥通常在昆虫化石中难以看到的生殖结构。科学家们于1月19日在《古生物学论文》(Papers in Palaeontology) 杂志上报告称,新发现的物种 Aphelicophontes danjuddi 的“保存得极为完好”的雄性生殖器,与现代刺蝽的生殖器有相似之处。这个微小昆虫的发现,其身体长度约半英寸,也表明其所属的刺蝽家族比之前认为的要早2500万年。

“昆虫的生殖器在化石记录中极为罕见,”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校昆虫学研究生、新发现的共同作者丹尼尔·斯旺森在一封电子邮件中说。“内部生殖器的结构非常小,而形成化石所需的压力和时间条件对这些精密的结构并不友好。”

此外,他说,生殖器通常隐藏在身体内部,这使得在化石中难以找到。幸运的是,斯旺森和他的同事检查的化石之一恰好从身体中间裂开,露出了这些内部结构。它发现于科罗拉多州西北部的绿河组,年代可追溯到5350万至4850万年前。斯旺森说,这只昆虫很可能掉入了这个地区曾经覆盖的古湖泊之一,并沉入松软、泥泞的底部。随着时间的推移,沉积物和碎屑层堆积在尸体之上并硬化,从而使其得以最小的损伤保存下来。

如今,刺蝽遍布全球的温带和热带地区。据了解,目前已知有约7000种刺蝽,另有50种已从化石中识别出来。“它们中的大多数是其他节肢动物的捕食者,它们通过将长而弯曲的‘喙’刺入猎物体内,注入消化液杀死猎物,然后吸出形成的‘汤’来获得它们的俗名,”斯旺森说。一个例外是被称为接吻虫的群体,它们以血液为食,并传播引起人类查加斯病的寄生虫。

为了确定裂开的化石和同一地区另一枚刺蝽化石是否代表新物种,斯旺森和他的团队仔细比较了他们标本的解剖特征与其他现代和已灭绝刺蝽的特征。研究人员发现,他们神秘的刺蝽与任何已知物种都不完全匹配。该团队以化石收藏家丹·贾德(Dan Judd)的名字将其命名为 Aphelicophontes danjuddi,他将裂开化石的两半中的一半捐赠给了研究人员。

A. danjuddi 的两个独特特征是身体上没有刺,以及腿部醒目的条纹图案。斯旺森说,这种图案让人想起一些现存刺蝽的图案,尽管尚不清楚这些条纹可能提供了什么优势。

然而,尤其令人着迷的是昆虫的“下半身”。斯旺森和他的同事能够辨认出一些与现代刺蝽相似的结构。其中包括 the pygophore(即生殖囊),一个硬化的杯状结构,保护内部生殖器,在交配过程中会向下伸出,让充气的阴茎滑出。斯旺森说,在这个囊内,科学家们可以看到马镫状的基板,它作为充气阴茎等软组织的支架。此外,还可以看到 phallotheca(即阴茎鞘)的一部分,这是一个容纳未充气、收缩状态的阴茎的囊。

虽然这些结构在化石中很少见到,但它们有助于了解昆虫是如何随着时间进化的。生殖器的小变化可以阻止不同种群的昆虫相互交配,最终导致它们分裂成新的物种。

“昆虫的生殖器很重要,因为它们的结构差异是证明物种彼此不同的主要特征之一,”斯旺森说。“这个化石物种与现存刺蝽的相似性(包括非常相似的内部生殖器)表明,这种身体结构和生活方式对于这个生物群体来说是多么成功。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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