这个生物界最理想的“无人机”,曾是“空中巨无霸”甚至捕食蜥蜴

出品:科学大院

作者:陈孝政、盛捷(中国科学院南京地质古生物研究所)

监制:中国科学院计算机网络信息中心 中国科普博览

“碧玉眼睛云母翅,轻于粉蝶瘦于蜂”,这是我们寻常可以见到的蜻蜓的样子,它们或翩翩于花间,或轻掠于水面,姿态轻盈款款飞。殊不知,亿万年前,蜻蜓也曾是“空中巨无霸”,它们的菜单上甚至包括蜥蜴等小型脊椎动物。

蜻蜓的前生今世

蜻蜓是一种古老的昆虫。

分类学上,蜻蜓总目分为已经灭绝的古蜻蜓目、原蜻蜓目,以及现代的蜻蜓目三类。

从时间上看,这三者具有顺序演化的关系:古蜻蜓目仅生存于晚石炭世早期;原蜻蜓目出现于晚古生代,并于三叠纪末灭绝;蜻蜓目出现于二叠纪,侏罗纪发生辐射,后代一直延续到今天。

从3亿多年前诞生起,蜻蜓总目总体上经历了体型由大到小的变化。

古生代晚期,当时地球大气含氧量比现在高得多,那时,出现很多巨型动植物。在纪录片中常见的远古“巨型蜻蜓”,大多属原蜻蜓目的巨脉蜓,其主要捕食各种昆虫,有些甚至会捕食一些小的脊椎动物,如蜥蜴。其中,产于美国早二叠世的二叠拟巨脉蜓的翅展可达710毫米,是世界已知最大的昆虫。

巨脉蜓化石

图为后人绘制的正在捕食的巨脉蜓

中生代时期,大型蜻蜓还是当时空中的“霸主”,只不过,“好景不长”,由于受到逐渐发展起来的翼龙的捕食,它们的“生活压力”逐渐增大。到侏罗纪后期,随着鸟类的出现,蜻蜓们来自空中的压力变得更大,体型也越来越小。

中国北方中生代蜻蜓总目化石,比例尺 = 10 mm

现在嘛,如你所见……(风水轮流转,三十年河东三十年河西,大约没有谁比蜻蜓更深有体会了……)

蜻蜓:遥想亿年前……

如今,还在地球上生活的“蜻蜓”们,全部属于蜻蜓目。

蜻蜓目可以分为三类:第一类是差翅亚目,就是我们俗称的“蜻蜓”;第二类是均翅亚目(束翅亚目),名为“豆娘”,一般颜色鲜艳,身体细长,体型大多数比蜻蜓要小(停息时,豆娘的四翅叠立于体背,蜻蜓的四翅则平展);第三类名间翅亚目,特征介于前两类之间,名为“蟌蜓”或者“昔蜓”,仅孑遗有两个现生种。

至于蜻蜓的体型为什么越来越小,中科院南古所研究员张海春解释有两方面的因素:

1.空气中的含氧量的变少,以及生存压力的影响,导致蜻蜓越来越小;

2. 竞争者和捕食者(翼龙、鸟类和蝙蝠)的出现,对昆虫的体型大小无疑也起到重要的控制作用。

蜻蜓化石最新研究进展

2亿年前,三叠纪晚期的一日,在湿润的准噶尔盆地上,一只“巨型”蜻蜓悠然的飞着,突然“啪”的一声,遭遇“暗器”,让它“香消玉殒”……流水和泥浆将它埋葬。

2亿年后的2017年,中科院南古所研究员张海春主导的团队在此处发现了它……的翅膀。

原蜻蜓目化石层位

这枚化石中,蜻蜓单翅长101至102毫米,原始蜻蜓翅展宽度达到210毫米(A4纸短边的长度),它是我国中生代目前已知的第二大蜻蜓类化石。

原蜻蜓目化石

这是一种新的远古蜻蜓,其翅膀特点如下:尤为细长、纵脉特化、横脉非常密集。据此,建立一个新科:中国三叠蜓科。

为了纪念中国著名古昆虫学家林启彬教授,科研人员将这种新发现的原始蜻蜓,命名为“林氏中国三叠蜓”。

该研究意义在于

此次发现的林氏中国三叠蜓所属的原蜻蜓目支系,代表了古生代巨型蜻蜓和现代蜻蜓的形态学“链接”。

OK,它是第二,谁是第一?

是的,这是一张出镜率极高的图

TIP

迄今为止,我国中生代已知最大的蜻蜓类化石,被命名为赵氏修复蟌蜓。

这是由张海春团队,于2013年在内蒙古宁城侏罗纪道虎沟化石层(约1.65亿年前)发现的,这也是世界第四大的蜻蜓目昆虫。

该蜻蜓前翅长107.6毫米,宽14.3毫米,据此推断该蜻蜓翅展达225毫米(比A4纸短边长1.5厘米) 。

这个名字则是用来纪念我国已故著名昆虫学家、蜻蜓专家赵修复教授。

赵氏修复蟌蜓前翅光学照片

蜻蜓化石不完整之谜

现今,所发现的保存于沉积岩中的蜻蜓化石多是不完整的。

迄今为止,科研人员发现的,大多是蜻蜓的翅膀化石。这或是因蜻蜓生活在近水环境,死后身体易被吃掉或者腐烂,而翅膀则不容易降解而保存为化石。

然而,也有科研人员发现了一些保存在琥珀中完整的蜻蜓化石。

TIP

2017年,由中科院南古所研究员王博、香港大学博士研究生郑大燃等组成的研究团队,在缅甸琥珀中发现了3枚具求偶行为的雄性豆娘化石,将蜻蜓目昆虫的求偶行为追溯到1亿年前的恐龙时代。

为了感谢台湾的黄憶人先生慷慨捐赠模式标本以供研究,这3枚雄性豆娘化石被命名为黄氏憶人扇蟌。

黄氏憶人扇蟌

求偶行为复原图(杨定华绘)

现代蜻蜓生活史

经过3亿多年的岁月洗礼,最后的最后,我们来看看现代的蜻蜓……

一只正在“点水”的蜻蜓

它们点水,实在产卵。

蜻蜓卵孵化出来的稚虫称为水虿[chài],以蚊子幼虫孑孓[jié jué]等为食,一般要经过约1-3年(最长则要7-8年)才能完全成熟,爬出水面,最后,蜕皮羽化成蜻蜓成虫。

成虫大量捕食蚊、蝇等害虫,实属益虫。

蚊子:这是什么仇什么怨……