黎巴嫩琥珀中發(fā)現(xiàn)已知最古老的蚊子

[本刊訊] 由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所黎巴嫩籍研究員丹尼·阿扎領(lǐng)銜的一項(xiàng)最新研究成果：在距今約1.25億年前的黎巴嫩琥珀中發(fā)現(xiàn)已知最古老的蚊子化石，并證明在蚊科演化的早期階段，雄性蚊子也是吸血的，昆蟲的早期吸血行為比我們想象的更為復(fù)雜。成果于2023年12月4日，在線發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上。

迄今已知最古老的琥珀發(fā)現(xiàn)于美國石炭紀(jì)晚期的地層中。在意大利的三疊紀(jì)地層中也發(fā)現(xiàn)了琥珀，里面包裹了螨蟲和雙翅目昆蟲，這是已知最古老的含生物體的琥珀。泰國的侏羅紀(jì)地層中也發(fā)現(xiàn)了琥珀，里面包裹了硅藻等生物體。

黎巴嫩琥珀共有兩大類，分別發(fā)現(xiàn)于白堊紀(jì)地層和侏羅紀(jì)地層，目前的研究集中于白堊紀(jì)琥珀，它們采自絕大多數(shù)的琥珀地點(diǎn)。這些琥珀大多保存于白堊紀(jì)的海相或海陸交互相砂巖中。由于同層還保存了很多微體古生物化石，以及菊石等海洋生物化石，因此黎巴嫩白堊紀(jì)琥珀的生物地層時(shí)代是比較明確的，為巴列姆期早期，距今約1.25億年。黎巴嫩琥珀中保存了大量昆蟲以及蛛形類、多足類等節(jié)肢動物，還有植物、真菌等包裹體，代表了目前已知最古老的復(fù)雜琥珀生物群。

昆蟲的吸血行為，一般被認(rèn)為是其從刺吸式口器取食植物汁液的行為演變而來的。例如，吸血跳蚤很可能起源于以植物汁液為食的長翅目昆蟲。但吸血行為的演化歷程一直很難知曉，主要原因是中間型昆蟲化石記錄的空白和化石細(xì)節(jié)保存的限制。

蚊子是一種臭名昭著的吸血昆蟲，它們中的一部分種類吸食人類或動物的血液，并傳播病毒、線蟲、原蟲等多種病原體，每年可導(dǎo)致數(shù)十萬人死亡。現(xiàn)今的蚊科，已知約有3600種蚊子，但人類對它們的起源和早期演化了解得卻極為有限。

本研究成果來自對2塊保存了精美雄性蚊子的琥珀，該琥珀產(chǎn)于黎巴嫩哈瑪納鎮(zhèn)附近，發(fā)現(xiàn)于約15年前。對琥珀昆蟲的發(fā)現(xiàn)和辨認(rèn)是一個(gè)復(fù)雜煩瑣的過程，需要對其進(jìn)行切割、打磨、拋光，再在顯微鏡下細(xì)致觀察、辨認(rèn)。2023年3月，丹尼·阿扎入職中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所后，運(yùn)用激光共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡等儀器仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這兩只雄蚊均保存了特有的刺吸式口器：包括呈三角形的邊緣發(fā)育小齒的下顎，以及延長的具有齒狀構(gòu)造的內(nèi)顎葉等。而現(xiàn)今一些雌蚊具有刺吸式口器用于吸血，雄蚊口器退化不進(jìn)食，或取食花露、真菌等。此次發(fā)現(xiàn)的雄蚊具有刺吸式口器，揭示1.25億年前的雄蚊也是吸血昆蟲。

這次新發(fā)現(xiàn)的蚊子被命名為中間型黎巴嫩蚊（Libanoculex intermedius），歸入一個(gè)新亞科（Libanoculicinae），置于現(xiàn)代的蚊科（Culicidae）內(nèi)。這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的蚊子具有一些中間型特征，雖有典型的吸血型口器，但不如現(xiàn)代蚊類的吸血口器發(fā)達(dá)。

雖然分子生物學(xué)研究顯示，蚊科起源于近2億年前的侏羅紀(jì)初期（也有認(rèn)為起源于三疊紀(jì)晚期，距今約2.2億年），但蚊科最早的化石記錄來自距今約1億年前的白堊紀(jì)中期緬甸琥珀。此次發(fā)現(xiàn)中間型黎巴嫩蚊將蚊科的化石記錄提前了約2500萬年。

該研究深度揭示了昆蟲的早期吸血行為比想象的更為復(fù)雜。黎巴嫩琥珀昆蟲的生存時(shí)代是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)演化的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。距今1.25億～0.8億年前發(fā)生了重要的白堊紀(jì)陸地革命事件。被子植物取代裸子植物成為地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的主宰。被子植物的大輻射也造成訪花昆蟲的輻射演化，并促進(jìn)了哺乳動物、有鱗類爬行動物等的崛起。而黎巴嫩琥珀正好處于被子植物輻射演化的初期階段?？茖W(xué)家認(rèn)為，在被子植物占據(jù)生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)治地位之前，可能有更多的昆蟲是吸血的，它們靠吸食脊椎動物的血液獲取更高的能量和營養(yǎng)。它們吸血的對象是脊椎動物，很可能是那些具有毛發(fā)的哺乳動物、翼龍，或者帶羽毛的恐龍。但吸血行為必然具有一定的危險(xiǎn)性，會招致這些脊椎動物的反抗。因此，在被子植物大量出現(xiàn)后，對能量需求不高的雄性蚊子，可能就開始轉(zhuǎn)而取食被子植物的花露等，那樣更加安全而高效。

（黃迪穎）