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白堊紀琥珀揭示早期黽蝽的交配行為

發布時間:2024-04-07 作者:
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交配化石在研究動物的交配行為及其生活史特征演化等方麵發揮著不可替代的作用。近日,网信彩票中生代陸地生態係統研究中心黃迪穎研究團隊通過對約1億年前緬甸琥珀中黽蝽的研究,首次發現了黽蝽集群保存的兩性配對化石。相關研究成果於4月3日在線發表在英國《皇家學會會刊B輯》(Proceedings of the Royal Society B)。


↑ 罕見緬甸黽蝽交配的生態複原圖


短暫的交配行為難以在昆蟲化石中被記錄,尤其是對於水生昆蟲而言,這限製了研究人員對地質曆史時期相關行為策略演化曆史的全麵理解。本次研究基於兩性配對化石中黽蝽的形態功能學和行為生態學綜合分析,揭示了白堊紀中期黽蝽的交配行為和潛在的性衝突。


黽蝽是一類常見的水生半翅目昆蟲,它們在水麵上生活、取食和交配,占據了廣泛的生態位,包括淡水、海岸,甚至遠洋水域。它們以獨特的形態適應性和多樣的生物行為成為了進化生物學、生態學以及跨學科研究的焦點,還為水麵仿生技術的發展提供了重要的理論基礎。


黽蝽常見的交配係統(I型)以顯著的性衝突為特征,表現為兩性間的交配鬥爭,伴有一係列雄性騷擾、強製侵犯和恐嚇威脅等行為;而雌性則展現出一定的形態適應和行為策略以抵製代價高昂的交配嚐試。中生代黽蝽化石記錄缺乏,例如黽蝽科(Gerridae),僅在法國琥珀中有過報道。


此次研究的琥珀標本中內含7個罕見緬甸黽蝽成蟲(Burmogerris rarus gen. et sp. nov.)和若幹若蟲,包括三對兩性配對的成體標本,其中兩對為體型較小的雄性位於雌性背上,記錄了白堊紀水生昆蟲交配的情形。兩對和一隻單獨的雄性被保存在同一樹脂層中,很可能記錄了同一個微事件。因而,研究推測這類黽蝽於緬甸琥珀生態係統中可能具有較高的種群密度且可能不具領地行為。


↑ 白堊紀緬甸琥珀中配對的罕見緬甸黽蝽


研究人員運用激光共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡等設備對其進行了詳細的形態學研究,發現罕見緬甸黽蝽的前足脛節表現出顯著的性二型現象。即雄性的前足脛節略彎曲,內緣具15-17個不連續分布的梳狀剛毛簇;雌性前足脛節直,且不具此類梳狀結構。通過與現生寬肩水黽科(Veliidae)中雄性前足脛節的類似結構對比,研究認為雄性罕見緬甸黽蝽高度特化的前足脛節可作為抓握裝置,代表了其在交配鬥爭中克服雌性抵抗的相關適應。


↑ 罕見緬甸黽蝽的形態特征


琥珀化石中三對黽蝽的配對狀態可能記錄了兩性交配前的鬥爭場景或交配後的接觸守衛狀態(為避免精子競爭而延長交配時間)。研究推測雄性罕見緬甸黽蝽可能采取主動尋找並騷擾雌性的策略。此次緬甸琥珀中的新發現對於理解黽蝽交配行為的演化具有重要意義。


此外,基於對緬甸琥珀生態係統的認識和新化石體型、翅、足、爪等形態的綜合分析,研究認為罕見緬甸黽蝽可能棲息於海濱附近水流較緩的、不穩定的小型水體邊緣,例如潮汐形成的池塘。在一定程度上解釋了為何聚集的配對水黽會被樹脂所包裹。


本研究項目由國家自然科學基金委員會,第二次青藏科考專項,洪堡基金會等相關項目聯合資助。南京古生物所孫捷繪製複原圖。


論文相關信息:Fu Y, Cai C, Chen P, Xuan Q, Myint TA, Huang D. 2024 Group mating in Cretaceous water striders. Proc. R. Soc. B 291: 20232546. https://doi.org/10.1098/rspb.2023.2546.



來源:网信彩票官網

編輯:諸鵬飛

審核:盛捷



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