研究揭示早期黾蝽的交配行为

研究揭示早期黾蝽的交配行为

2024-04-08

南京地质古生物研究所

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交配化石在研究动物的交配行为及其生活史特征演化等方面具有重要作用。中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心黄迪颖团队研究了约1亿年前缅甸琥珀中黾蝽，发现了黾蝽集群保存的两性配对化石。4月3日，相关研究成果在线发表在Proceedings of the Royal Society B上。

短暂的交配行为难以在昆虫化石中被记录，尤其是水生昆虫，限制了地质历史时期相关行为策略演化历史的研究。该团队基于两性配对化石中黾蝽的形态功能学和行为生态学的综合分析，揭示了白垩纪中期黾蝽的交配行为和潜在的性冲突。

黾蝽是水生半翅目昆虫。黾蝽在水面上生活、取食和交配，占据广泛的生态位如淡水、海岸甚至远洋水域。黾蝽因独特的形态适应性和多样的生物行为而成为进化生物学、生态学以及跨学科研究的焦点，并为水面仿生技术的发展奠定了理论基础。

黾蝽常见的交配系统以显著的性冲突为特征，表现为两性间的交配斗争，伴有一系列雄性骚扰、强制侵犯和恐吓威胁等行为；雌性则展现出一定的形态适应和行为策略以抵制代价高昂的交配尝试。然而，中生代黾蝽化石记录缺乏，仅在法国琥珀中有报道。

研究显示，琥珀标本内含7个罕见缅甸黾蝽成虫（Burmogerris rarus gen. et sp. nov.）和若干若虫，包括三对两性配对的成体标本。其中，两对是体型较小的雄性位于雌性背上，记录了白垩纪水生昆虫交配的情形。两对和一只单独的雄性被保存在同一树脂层中，可能记录了同一个微事件。研究推测，这类缅甸琥珀生态系统中的黾蝽可能具有较高的种群密度但可能不具领地行为。

该研究采用激光共聚焦显微镜、荧光显微镜等设备开展了形态学研究，发现了罕见缅甸黾蝽的前足胫节表现出显著的性二型现象。雄性的前足胫节略弯曲，内缘具15-17个不连续分布的梳状刚毛簇；雌性前足胫节直，且不具此类梳状结构。研究通过与现生宽肩水黾科中雄性前足胫节的类似结构对比发现，雄性罕见缅甸黾蝽高度特化的前足胫节可作为抓握装置，代表着其在交配斗争中克服雌性抵抗的相关适应。

琥珀化石中三对黾蝽的配对状态可能记录了两性交配前的斗争场景或交配后的接触守卫状态。该研究推测雄性罕见缅甸黾蝽可能采取主动寻找并骚扰雌性的策略。上述成果对于探索黾蝽交配行为的演化具有积极意义。

此外，基于对缅甸琥珀生态系统的认识和新化石体型、翅、足、爪等形态的综合分析，研究发现罕见缅甸黾蝽可能栖息于海滨附近水流较缓的且不稳定的小型水体边缘，如潮汐形成的池塘。这在一定程度上解释了为何聚集的配对水黾会被树脂包裹。

研究工作得到国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究、德国洪堡基金等的支持。

论文链接

白垩纪缅甸琥珀中配对的罕见缅甸黾蝽

罕见缅甸黾蝽的形态特征

罕见缅甸黾蝽交配的生态复原图

交配化石在研究动物的交配行为及其生活史特征演化等方面具有重要作用。中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心黄迪颖团队研究了约1亿年前缅甸琥珀中黾蝽，发现了黾蝽集群保存的两性配对化石。4月3日，相关研究成果在线发表在Proceedings of the Royal Society B上。短暂的交配行为难以在昆虫化石中被记录，尤其是水生昆虫，限制了地质历史时期相关行为策略演化历史的研究。该团队基于两性配对化石中黾蝽的形态功能学和行为生态学的综合分析，揭示了白垩纪中期黾蝽的交配行为和潜在的性冲突。黾蝽是水生半翅目昆虫。黾蝽在水面上生活、取食和交配，占据广泛的生态位如淡水、海岸甚至远洋水域。黾蝽因独特的形态适应性和多样的生物行为而成为进化生物学、生态学以及跨学科研究的焦点，并为水面仿生技术的发展奠定了理论基础。黾蝽常见的交配系统以显著的性冲突为特征，表现为两性间的交配斗争，伴有一系列雄性骚扰、强制侵犯和恐吓威胁等行为；雌性则展现出一定的形态适应和行为策略以抵制代价高昂的交配尝试。然而，中生代黾蝽化石记录缺乏，仅在法国琥珀中有报道。研究显示，琥珀标本内含7个罕见缅甸黾蝽成虫（Burmogerris rarus gen. et sp. nov.）和若干若虫，包括三对两性配对的成体标本。其中，两对是体型较小的雄性位于雌性背上，记录了白垩纪水生昆虫交配的情形。两对和一只单独的雄性被保存在同一树脂层中，可能记录了同一个微事件。研究推测，这类缅甸琥珀生态系统中的黾蝽可能具有较高的种群密度但可能不具领地行为。该研究采用激光共聚焦显微镜、荧光显微镜等设备开展了形态学研究，发现了罕见缅甸黾蝽的前足胫节表现出显著的性二型现象。雄性的前足胫节略弯曲，内缘具15-17个不连续分布的梳状刚毛簇；雌性前足胫节直，且不具此类梳状结构。研究通过与现生宽肩水黾科中雄性前足胫节的类似结构对比发现，雄性罕见缅甸黾蝽高度特化的前足胫节可作为抓握装置，代表着其在交配斗争中克服雌性抵抗的相关适应。琥珀化石中三对黾蝽的配对状态可能记录了两性交配前的斗争场景或交配后的接触守卫状态。该研究推测雄性罕见缅甸黾蝽可能采取主动寻找并骚扰雌性的策略。上述成果对于探索黾蝽交配行为的演化具有积极意义。此外，基于对缅甸琥珀生态系统的认识和新化石体型、翅、足、爪等形态的综合分析，研究发现罕见缅甸黾蝽可能栖息于海滨附近水流较缓的且不稳定的小型水体边缘，如潮汐形成的池塘。这在一定程度上解释了为何聚集的配对水黾会被树脂包裹。研究工作得到国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究、德国洪堡基金等的支持。论文链接白垩纪缅甸琥珀中配对的罕见缅甸黾蝽罕见缅甸黾蝽的形态特征罕见缅甸黾蝽交配的生态复原图

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责任编辑：侯茜

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