姜雪瑩 許春鵬 楊定華

與其他動(dòng)物相比，昆蟲往往個(gè)體較小，屬于弱勢群體，但卻是動(dòng)物界中多樣性最高的群體。究其原因，它們種種出色的“偽裝術(shù)”功不可沒。讓我們一起探尋1億年前的昆蟲是如何偽裝自己的吧。

?覆物偽裝的蟾蝽與它的獵物——擬葉蚤螻生態(tài)復(fù)原圖。灰色為蟾蝽，綠色為擬葉蚤螻（繪圖/楊定華）

在漫長的地質(zhì)歷史中，各種生物是如何一步步從最初的“一窮二白”演變至今天的“紛繁復(fù)雜”呢？生物化石為我們探索生命演化的奧秘提供了重要線索。素有“時(shí)空膠囊”之稱的琥珀，保存了生物在地質(zhì)歷史中的演化片段，是探尋遠(yuǎn)古強(qiáng)有力的工具。

科學(xué)家在緬甸北部發(fā)現(xiàn)了距今約1億年的琥珀生物群。該琥珀生物群因其古老的年齡和較高的生物多樣性聞名于世，被譽(yù)為世界四大琥珀生物群之一。

緬甸琥珀挖掘現(xiàn)場

緬甸琥珀是科學(xué)家探索1億年前白堊紀(jì)時(shí)期熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的重要窗口，包含了各類節(jié)肢動(dòng)物演化的諸多關(guān)鍵信息。而本文的主角——1億年前的“偽裝者”便隱藏其中。

作為生物界有名的“偽裝大師”，昆蟲演化出了多種多樣的偽裝技能，它們憑借這些技能與天敵和獵物斗智斗勇，得以在自然界更好地生存。例如擬態(tài)行為和覆物偽裝行為——前者指的是模擬生活環(huán)境中的其他生物以及無機(jī)物來隱蔽自己，后者指的是利用環(huán)境中的各種材料遮蓋自己達(dá)到偽裝的效果。這些高超的偽裝術(shù)，不僅能幫助它們躲避天敵，還能讓它們成為捕獵高手。

在距今約1億年前的緬甸琥珀中，科學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)了多例昆蟲界的“偽裝者”。例如：擬態(tài)植物的直翅目昆蟲蚤螻（命名為擬葉蚤螻），覆物偽裝的嚙蟲目昆蟲以及覆物偽裝的半翅目蟾蝽科昆蟲。

從形態(tài)上觀察，本文的主角——擬葉蚤螻與同時(shí)期苔類和卷柏類植物展現(xiàn)出了極高的相似性，例如：中足腿節(jié)與脛節(jié)折疊后，與卷柏類植物的小葉極度相似;后足腿節(jié)異常膨大，與卷柏類等植物的葉片極其相似;擬葉蚤螻與同時(shí)期苔類和卷柏類植物在尺寸上也尤為接近。

同時(shí)，研究人員觀察到蟾蝽科昆蟲的背上覆蓋有大量的碎屑物，包括土壤顆粒、砂礫和植物碎屑等。并且在這類昆蟲的背部發(fā)現(xiàn)有大量短小的剛毛，這類昆蟲極有可能利用這些剛毛將碎屑物質(zhì)粘在其背上。

模擬植物葉片可以讓擬葉蚤螻更有效地躲避天敵蟾蝽的猛烈追捕，而蟾蝽覆物偽裝則可以讓其騙過自己的獵物。原來早在1億年前，大自然中已經(jīng)上演了“無間道”。

以往，研究人員大多借助顯微鏡等工具來探究昆蟲偽裝本領(lǐng)的起源以及演化。但用肉眼觀察分析昆蟲的擬態(tài)行為，無形中會加入研究者的主觀判斷。在最新的研究中，來自中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的科研人員，使用了一種新的工具——孿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來對地質(zhì)歷史時(shí)期的擬態(tài)行為進(jìn)行定量化分析。

孿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近年來新發(fā)展的人工智能分析技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于圖像相似度衡量。這項(xiàng)技術(shù)可以提取肉眼無法觀察到的多維信息，對不同圖像之間的相似距離進(jìn)行定量化計(jì)算，從而客觀地判斷不同圖像之間的相似性。聽起來是不是很像找不同的游戲？有了這個(gè)新工具的助力，在面對大量標(biāo)本的篩選時(shí)，研究人員可以輕松不少。

小小昆蟲早在1億年前就知道為了生存?zhèn)窝b自己、保護(hù)自己?？蒲腥藛T通過各種先進(jìn)的技術(shù)和手段，讓我們有機(jī)會走近它們、了解它們，以另一種形式聽聽它們的故事。而隨著科技的飛速發(fā)展，今后我們一定會聽到更多關(guān)于過去的故事。

?擬葉蚤螻（b：整體圖;d：中足腿節(jié)與脛節(jié);f：后足腿節(jié)）與卷柏類植物（a、c：整體圖;e：小葉;g：葉片）

?這是昆蟲在琥珀里真實(shí)的樣子。覆物偽裝行為的嚙蟲目（a-f）與半翅目蟾蝽科（g，h）昆蟲

琥珀，是樹脂被深埋于地下，經(jīng)過化學(xué)變化后形成的一種有機(jī)樹脂化石，其中經(jīng)?？梢姎馀菁袄ハx或植物碎屑。

從寒武紀(jì)生命大爆發(fā)開始，節(jié)肢動(dòng)物便是地球上最成功的動(dòng)物之一。蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛等都屬于節(jié)肢動(dòng)物。該門類占據(jù)了當(dāng)今動(dòng)物界大約80%的物種多樣性。以緬甸琥珀為例，截至目前，緬甸琥珀中共發(fā)現(xiàn)至少47個(gè)綱117個(gè)目597個(gè)科1574個(gè)物種，其中保存種類最多的就是節(jié)肢動(dòng)物，至少有1463種。