中国科学家发现亿年前昆虫新物种:恐龙时代臭大姐长“巨角”
海峡网3月20日讯 (本网记者)2021年3月，中国科学家在琥珀中发现了一种前所未有的新物种。这种长相怪异的“小怪兽”长着巨大的“角”，和纤细的身体形成巨大的反差，这也是人类目前发现的触角比例最大的一类昆虫，被科学家称为“大角蝽”。蝽就是人们俗称的“臭大姐”。它是首个具有极为夸张的叶状触角的古生蝽类，是缘蝽科中最早的有关叶状触角的记录。这项研究成果发表于国际顶级杂志《细胞》旗下子刊iscience上。3月20日起，这枚琥珀将在北京石探记博物馆进行免费展览，届时还有相关的科普活动同时开展。
这篇论文的第一作者是南开大学杜宝洁博士和中国科学院动物研究所陈睿博士，通讯作者是南开大学肖金花教授和黄大卫教授，南开大学卜文俊教授和研究生陶文韬，北京林业大学史宏亮副教授，石探记生物学研究中心刘晔、马帅和石探记博物科学馆倪梦雅，以及深圳世纪琥珀博物馆的孔繁利参加了部分工作。本研究中的琥珀来自缅甸北部克钦邦胡冈谷地，琥珀的形成年代准确的确定于白垩纪中期（约9900万年前）。该大角蝽具有极为夸张的叶状扩展触角。这一发现表明，缘蝽科物种的触角扩张至少起源于9900万年前，并对化学通讯行为，防御行为和性选择行为起到至关重要的作用。
琥珀整体照。受访者供图
据杜宝洁博士介绍，本研究报道的缘蝽若虫“武氏大角蝽”，是以标本的提供者武力静女士的姓氏命名的。杜宝洁说，当刚拿到标本时，感到非常兴奋，因为保存于化石和琥珀中的特化特征极为罕见。武氏大角蝽夸张而精美的多节叶状扩展触角前所未有，表明部分半翅目昆虫在白垩纪中期拥有华丽的外观，并已经建立了敏感、精细的感觉系统。
图2. M. wuae Du & Chen gen. et sp. nov. A, C–I. 触角: A. 触角整体观；C–F. 触角第1–4节侧面观；G–H. 第4节触角主轴远端和近端扩展面上刚毛的分布；I. 第4节触角角质加厚边缘；B. 头腹侧面观（受访者供图）
陈睿博士注意到，该缘蝽若虫强烈扩展的触角面无疑显著增加了其表面积，可接收更多的化学信号，增强对潜在寄主植物和周围环境的感觉功能。除此之外，夸张的形态特征还可能在对配偶的定位和吸引中发挥作用，因为通常只有强壮的雄性才能支撑这么大的触角，这也为雌性寻找优质雄性提供了重要的视觉信号。
图3. M. wuae gen. et sp. nov. A. 体背面观，标尺=1 mm；B. 翅芽背面观，标尺=500 μm；C. 前足胫节和跗节侧面观，标尺=1 mm；D. 中足胫节和跗节侧面观，标尺=500 μm；E. 后足胫节和跗节侧面观，标尺=1 mm（受访者供图）
杜宝洁通过对标本进行观察发现，该缘蝽应该是近四龄若虫。同时，触角第一节粗壮，第2–4节扩展，且触角轴近缘面密被刚毛，边缘具强角质结构。基于对琥珀缘蝽若虫的发育阶段和触角的形态结构分析，以及部分现生缘蝽的相关生态学信息，我们推测该若虫扩展的触角将贯穿整个成虫阶段，从而揭示出缘蝽在白垩纪时期已经具有了高效的配偶定位和性展示能力。
现生缘蝽生态照。受访者供图
图4. 现生缘蝽生态照. (A–B) Chariesterus antennator；(C–D) Chariesterus armatus；(E–F)Dalader sp.；(G–H)Thasus neocalifornicus. A， C， E， G.若虫； B， D，F， H.成虫。（受访者供图）
卜文俊教授提出，该缘蝽很可能是在拟态一个有叶子的树枝。这比单纯地模仿树叶或树枝要复杂得多，这是一种独特而有效的防御模式，可能是为了应对白垩纪时期众多的捕食者进化而来，它为自然选择下昆虫行为多样性的进化提供了证据。
图5. 在M. wuae gen. etsp. nov.的演化过程中可能由大触角带来的利与弊。（受访者供图）
研究中肖金花教授发现，由特化特征带来的巨大利益和巨大成本之间的平衡是最令人兴奋的研究课题之一。一般来说，动物极端形态结构的最终表现型受到自然选择和性选择两种力量的拉扯，虽然性选择的力量往往带来爆炸式的正反馈效应，但是，发育和维持庞大的形态结构仍然需要面对自然选择下的巨大考验，两种力量的综合作用形成物种进化驱动力，并最终决定了它的进化走向。
黄大卫教授认为，对于我们的研究材料来说，极端扩展的触角的出现得益于自然选择和性选择都在一定程度上促进了该缘蝽的生存发展。但是，即便能够在接收化学信息，具有拟态行为，性选择方面都占据上风，能量的过度消耗，笨拙迟缓的行动能力以及显著夸张的外形都会限制个体和种群适应环境变化的能力，尤其是在环境发生重大变化时，最终带来巨大的负面效应。
刘晔表示，由于资源的稀缺性，目前我们描述和分析的材料是一枚若虫标本。若虫的存在表明，如果我们在未来找到成虫，触角可能更大，第三节和第四节触角的扩张可能更显著。研究团队会继续搜索，希望可以找到成虫个体，进一步验证这一特化特征的起源及其相关功能的假设。
这枚标本在北京中关村图书大厦的石探记博物馆免费对公众开放三个月。与这枚奇特的缘蝽琥珀一同展出的，还有科学家发现的世界上首枚虾琥珀、蛇琥珀、恐龙羽毛琥珀等众多科学新发现。据了解，这枚标本今后还将在福州免费展出。
