演講人：首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授 任東

上海科普大講壇 第十六講從中華龍鳥到遠(yuǎn)古昆蟲
——化石訴說的古老故事（下）

演講人：首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授 任東

在精美的恐龍和鳥類的面前，昆蟲的身體顯得特別小，但是在電影《侏羅紀(jì)公園》里面，就有一位科學(xué)家通過蚊子體內(nèi)的血克隆出了恐龍。而在現(xiàn)實(shí)中，一位中國人解開了從達(dá)爾文開始就困擾著古生物界的難題。

《昆蟲與植物協(xié)同演化的自然歷史》

昆蟲有非常多的種類，也有很多的故事，昆蟲與植物種類加起來占到生物種類2/3以上，它具有非常的重要科學(xué)意義。昆蟲與植物的關(guān)系主要體現(xiàn)在營養(yǎng)、棲息、傳粉、運(yùn)輸?shù)确矫妫ハx隨著陸地出現(xiàn)就已出現(xiàn)，昆蟲和植物是同時(shí)出現(xiàn)的，所以昆蟲與植物的演化至少有4億年的歷史，如按照歷史時(shí)間來分，昆蟲與植物之間的關(guān)系可以劃分為四個(gè)階段，其中第三階段起到了承上啟下的關(guān)系，即中生代昆蟲與植物。

首先研究自然歷史過程，各種各樣的化石是直接的證據(jù)，在中國的遼西、東北有25萬件的昆蟲化石，應(yīng)該是昆蟲化石收藏最多的地方。昆蟲的糞便化石、昆蟲腸道里面的殘留物以及昆蟲化石本身，對(duì)它進(jìn)行對(duì)比分析可判斷它的習(xí)性，最重要的證據(jù)是昆蟲化石本身殘留下來的口器，昆蟲的口器類型共34種。

愛因斯坦也是非常著名的生物學(xué)家，他有一句名言，“地球表面如果沒有蜜蜂，人類只能生存4年，沒有多樣化的傳粉就沒有多樣化的植物、就沒有多樣化的動(dòng)物，也就沒有人類。”所以對(duì)昆蟲與植物的協(xié)同進(jìn)化的研究，傳粉是昆蟲與植物演化最重要媒介，現(xiàn)在植物中80%都是靠昆蟲進(jìn)行傳粉，昆蟲傳粉對(duì)植物的繁殖、提高產(chǎn)量是非常重要的環(huán)節(jié)，有了傳粉昆蟲有些經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量可以提高70%。

對(duì)昆蟲傳粉的經(jīng)典研究最早是從達(dá)爾文的蘭花傳粉開始，因?yàn)椴牧想y找，之后的100多年沒有任何的進(jìn)展。而我們研究遼西的昆蟲化石取得了第一個(gè)突破，非常幸運(yùn)地找到傳粉昆蟲化石，1998年4月3日，首次利用訪花昆蟲化石，在經(jīng)不同的形態(tài)分析后確定為是傳粉。這個(gè)傳粉昆蟲化石的意義在哪呢？用侏羅紀(jì)傳粉昆蟲證明，被子植物已出現(xiàn)，并把被子植物的起源往前推進(jìn)了8000年。另把出現(xiàn)地點(diǎn)限定于中國的東北、東亞大陸。根據(jù)這傳粉工程，畢竟只是預(yù)測有被子植物出現(xiàn)，到了1998年中國科學(xué)家孫格博士在同一個(gè)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了被子植物的化石，又證實(shí)了被子植物的存在，這在學(xué)科研究上，是昆蟲與植物協(xié)同進(jìn)化、協(xié)同研究的一段佳話。

在這之后還有沒有更早的傳粉昆蟲呢？還有沒有特定的昆蟲與植物的進(jìn)化關(guān)系呢？接下來的十幾年，研究重點(diǎn)是進(jìn)行昆蟲與植物的化石采集以及化石鑒定分類，共分為11個(gè)目錄，這些都是世界上最古老的，且對(duì)昆蟲起源進(jìn)化研究有很大的促進(jìn)作用。要取得更復(fù)雜的，屬中侏羅紀(jì)時(shí)期的新的傳粉模式，認(rèn)為這是向白堊紀(jì)晚期的傳粉模式提出了挑戰(zhàn)，這成果在2009年1月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，證明了昆蟲具有細(xì)長的吸收式口器，可在滅絕的植物上取食，同時(shí)起到傳粉的作用，這是世界上關(guān)于最古老的傳粉昆蟲與植物演化的例子，

到了2011年，又取得了新的突破，屬中侏羅紀(jì)時(shí)期，在3000萬年前的地層里發(fā)現(xiàn)了最早葉狀擬態(tài)脈翅昆蟲，這塊化石的前翅，猛一看像植物的樹葉子，為保護(hù)自己和周圍環(huán)境融為一體，當(dāng)時(shí)模仿的是祼子植物，當(dāng)環(huán)境不存在了，也就造成了它的絕滅。再比如中侏羅紀(jì)的蚊蝎化石，當(dāng)時(shí)采集來是歸在植物類的，后來發(fā)現(xiàn)化石上還有蟲體，提醒我們這個(gè)化石生活的環(huán)境是在古老的銀杏樹上，一方面昆蟲可避免天敵，另一方面銀杏樹也免于蟲害，是絕好的雙方受益的例子，而這樣的例子不僅出現(xiàn)在中侏羅紀(jì)，并一直是延續(xù)進(jìn)行職務(wù)進(jìn)化。

遠(yuǎn)古動(dòng)物的聲音是什么樣呢？沒有人聽到過，古代動(dòng)物的聲音更難復(fù)原，在《侏羅紀(jì)公園》電影里有恐龍的嘶叫聲，屬于人為想象。除了研究昆蟲與植物進(jìn)化外，我們還對(duì)昆蟲的聲音進(jìn)行了分析，最近剛?cè)〉昧艘粋€(gè)非常新的成果，模擬再現(xiàn)遠(yuǎn)古昆蟲鳴聲。近期在美國科學(xué)院的院刊在線發(fā)表了這遠(yuǎn)古昆蟲的鳴聲，國外的媒體也積極評(píng)價(jià)和報(bào)告，甚至有國外的音樂發(fā)燒友，用這聲音配上歌詞，進(jìn)行傳唱，如果說這是小夜曲，那就是最古老的小夜曲。