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2024-08-02
声音交流在动物(尤其是脊椎动物和昆虫)的进化中发挥了关键作用,从交配到警告呼叫甚至社会学习。然而,由于器官化石极为罕见,重建古代声学信号具有挑战性。
昆虫是第一批使用空气传播的声音信号进行远距离通信的陆生动物。在发出声音信号的昆虫中,螽斯作为研究声音器官和行为进化的理想来源脱颖而出。
最近,博士。学生许春鹏,教授的监督下。中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)的王博和张海春与国际古昆虫学家团队合作,对中生代(通常称为恐龙时代)。
该研究为中生代螽斯的声学演化和中生代音景的演化提供了新的见解。它发表在PNAS上。
研究团队报告了保存完好的中生代螽斯中最早的鼓膜耳和发声系统(发声器)。
“在侏罗纪中侏罗世道虎沟Konservat-Lagerstätte原指足类螽斯中新发现的鼓膜耳代表了已知最早的昆虫耳朵,将现代型听觉鼓膜的年龄范围扩大了1亿年,直至大约1.6亿年前的中侏罗世”徐说。
重建中生代螽斯和最古老的鼓膜耳的歌唱频率表明,至少在中侏罗世,螽斯已经进化出复杂的声学交流,包括交配信号、雄性间的交流和定向听觉。
此外,螽斯已经进化出高度多样化的歌唱频率,包括高频音乐叫声,伴随着声学生态位划分,至少在三叠纪晚期(2亿年前)。这表明,在二叠纪-三叠纪大灭绝之后,声学交流可能已经成为陆生昆虫早期辐射的重要进化驱动力。
早、中侏罗世螽斯从已灭绝的螽斯科动物到现存的原指足类昆虫动物群的转变与衍生哺乳动物群(进化枝)的多样化和早期哺乳动物听力的改善相吻合,支持哺乳动物和螽斯的声学共同进化假说。
中生代螽斯的高频歌曲甚至可能推动了早期哺乳动物复杂听觉系统的进化,相反,具有渐进听觉能力的哺乳动物可能对螽斯的进化施加了选择性压力,包括动物群更替。
这些发现表明,昆虫,尤其是螽斯,在三叠纪时期主导了合唱——一种不同于现代音景的情况。侏罗纪出现鸟类和青蛙后,森林音景几乎与白垩纪的现代森林音景相同,只是缺少蝉的声音(音乐叫声较少)。这些结果还突出了昆虫在中生代音景中的生态意义,迄今为止,这在古生物学记录中基本上是未知的。
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