美國三疊紀化石中發(fā)現(xiàn)直翅目昆蟲存在一種特殊的翅痣結(jié)構(gòu) _昆蟲

短脈螽科昆蟲化石翅膀的掃描電子顯微成像及能譜分析：電子束Z軸對比
（）據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所：獲得飛行功能是動物界將生存空間拓展到三維空間的標志性事件，通過翅膀來獲得飛行功能的動物主要有昆蟲、鳥類和極少數(shù)哺乳動物。昆蟲在演化歷史中發(fā)展出多種類型的飛行模式，其中蝗蟲類等具有極強的飛行能力，可以在數(shù)千公里的大陸內(nèi)遷移。然而包括現(xiàn)生蝗蟲在內(nèi)的的蝗亞目的起源問題，長期以來一直存在極大爭議。近年來，系統(tǒng)學(xué)觀點認為中生代絕滅類型短脈螽類昆蟲與蝗亞目的起源有密切關(guān)系。
近期，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所“現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)起源與早期演化研究團隊”利用掃描電鏡和能譜分析技術(shù)，從美國三疊紀昆蟲標本中發(fā)現(xiàn)直翅目昆蟲存在一種特殊的翅痣結(jié)構(gòu) 。和現(xiàn)生的直翅目昆蟲不同，該絕滅類型存在可以保持飛行穩(wěn)定性的翅痣結(jié)構(gòu)，代表了一種新的飛行模式。
該項研究是南京古生物所方艷工程師與美國弗吉尼亞理工大學(xué)肖書海教授團隊以及伊利諾伊州立大學(xué)的科研人員共同完成的。利用掃描電子顯微鏡不同探頭的探測差異，以及電壓與探測深度之間的相關(guān)性，對樣品進行Z軸掃描。過去的觀點認為掃描電鏡只能探測樣品表面信息，然而具體的探測深度和化石保存厚度之間的關(guān)系較少有具體認識。新的研究表明，在碳質(zhì)壓膜化石表面，不同厚度是可以通過電壓與探測深度之間的相關(guān)性進行詳細研究的，這一方法為研究碳質(zhì)壓膜化石較深層信息保存打開新窗口。
本次研究發(fā)現(xiàn)直翅目短脈螽科昆蟲前翅存在一種特異翅痣結(jié)構(gòu) ，這種特異翅痣結(jié)構(gòu)在現(xiàn)生直翅目昆蟲中并不存在，現(xiàn)生直翅目昆蟲通過肌肉的收縮與舒張?zhí)峁﹦恿?nbsp;，利用前后翅的扇面結(jié)構(gòu)，擾動周圍空氣獲得升力和向前動力。然而，已經(jīng)絕滅的短脈螽科昆蟲雖然翅膀的外形與現(xiàn)生直翅目相似，卻具有可以飛行的特異翅痣結(jié)構(gòu) 。這種翅痣結(jié)構(gòu)通常認為用來保持飛行的穩(wěn)定性，在現(xiàn)生的蜻蜓類、蜂類中也存在不同結(jié)構(gòu)的翅痣。然而通過比較發(fā)現(xiàn)，短脈螽科昆蟲的翅痣類型與之不同，其特點是翅痣?yún)^(qū)不僅僅是角質(zhì)加厚，而且在翅痣?yún)^(qū)存在較多明顯的橫脈組合，這種帶橫脈組合的翅痣類型通常被認為是翅痣的原始類型。
短脈螽類昆蟲是直翅目的一個特異類群，其分類位置長期以來一直存在爭議。最近的系統(tǒng)學(xué)觀點認為該類型與蝗亞目的起源存在極大的相關(guān)性，因此有關(guān)短脈螽類昆蟲的研究對現(xiàn)代蝗蟲等蝗亞目的起源和演化有重要意義。雖然短脈螽科昆蟲為中生代一種全球廣布類型，有非常久的研究歷史，然而，關(guān)于該科昆蟲的生態(tài)習(xí)性討論仍然十分缺乏，本研究為短脈螽科昆蟲的生態(tài)學(xué)研究提供新的實證，同時，新發(fā)現(xiàn)的美國短脈螽科昆蟲是該類型在北美大陸的首次報道，也是全球最古老的短脈螽科昆蟲材料。本研究也為了解該類群的起源和古生態(tài)習(xí)性提供了新的證據(jù) 。
論文信息：Fang Yan, Muscente A.D., Heads S. W., Wang Bo, Xiao S.H.. (2018). The earliest Elcanidae (Insecta, Orthoptera) from the Upper Triassic of North America. Journal of Paleontology.