【微科普·古生物】凝固在时间胶囊中的昆虫行为!

琥珀,是由远古的地质历史时期树脂所形成的化石。植物分泌树脂是一种自我保护的机制。树脂可以防止植物的伤口感染以及阻止虫害。然而,经过漫长的地质作用,远古的树脂却成为了今天人们了解远古时期昆虫和其它小型动物以及植物等的重要窗口。这也同样是琥珀最引人注意的地方。树脂以较快的速度将生物体包裹,起到了一个快速隔绝氧气和防止其它各种外界因素破坏的作用,这也正是化石形成的一个绝佳的条件。

琥珀中的生物化石比起沉积岩中的生物显得更加栩栩如生  王弋辉摄

于是,琥珀就把远古生物完整、栩栩如生地展现在人们眼前。比起在沉积岩中被压成薄片的化石,琥珀中的生物可以提供给人们更多的关于其结构、功能甚至是行为方面的信息。同时其保存的姿态均为立体且完好如初的模样,加上琥珀本身轻盈温和的特性更加深了人们对琥珀的热爱。也正因如此,美丽的琥珀也被誉为是“凝固时间的胶囊”。

琥珀中保存了一只已灭绝的奇翅目昆虫  汪阗摄

很多动植物被还是流动、粘稠的树脂以较快的速度包裹,由于一些动物甚至是活着被包裹在树脂中的,它们在还是液态的树脂中挣扎就会留下了许多搅动的痕迹。这个现象在虫珀中。尤其是波罗的海所产的虫珀中比较常见。当然,很多昆虫遇到危险还会采取断腿的方式以求自保,这就是琥珀中很多生物例如蚊、盲蛛等通常有少腿、断腿现象的原因。

由于在树脂内挣扎,许多昆虫以及节肢动物都会有断腿的现象。而盲蛛更是很少有能够把腿全部保留的  王弋辉摄

琥珀作为少见立体完整保存的化石,尤其在古无脊椎动物领域,为人类提供不仅仅是动物形态的信息,还包括了很多有趣的动物行为。例如交配、寄生、携播、蜕皮等。这些在普通的沉积岩化石中往往是很难得以保存。下面,就让我们一起去看看这些琥珀中保存的“绝影”吧!

交配

交配是动物中非常普遍的行为。为了将生殖细胞进行融合,雄性动物会采用各种方式将其雄性生殖细胞送入雌性体内。而在昆虫中,性二型现象非常普遍,即很多同种昆虫的雌雄个体在大小、颜色、结构等方面差异甚大(想想锹甲、独角仙就明白啦)。这种现象往往会对研究,特别是古昆虫研究中造成一定的困扰。有时,科学家会将两性不同的个体作为两个不同种的昆虫来看待,这个情况即使在现生昆虫的研究领域也曾发生过。所以能够发现交配中的昆虫化石,对排除干扰,更好的识别、研究古昆虫就显得意义重大。

两只正在交配的蜡蝉  贾晓摄

寄生

寄生从定义上讲是指两种动物生活在一起,一种受益而另一种受害。受害的一方称为寄主,它们为受益的一方提供了住所及其食物。这在现生生物中是比较常见的一种行为。而通过对比,在琥珀中保存的化石也有寄生行为的出现。这在沉积岩中的化石同样是很难观察到的。

左图为琥珀中被鳌蜂幼虫寄生的蝉,右图为现生鳌蜂寄生斑衣蜡蝉  王弋辉摄

共生

共生与寄生有类似的地方,也常常容易混淆。共生同样也是两种动物生活在一起,但与寄生不同的是,共生不存在受害方。通常分为两种:即互利共生和偏利共生。互利共生,顾名思义就是两种生物都可获益,一个典型的例子就是栖息在白蚁消化道中的各种单细胞原生动物,其可以分泌纤维素酶,帮助白蚁分解和消化其所食用的木质中的纤维素,使其转变为可吸收利用的营养物质,而同时这些单细胞脆弱的原生生物也获得了安全的生存空间。在琥珀中保存的白蚁,有些在腹部能观察到可以滚动的气泡。其中的一种解释就是在白蚁被包裹进树脂之后,其消化道内的原生动物不会马上死亡。而是仍然进行着消化活动,于是产生了如甲烷等副产品保存在虫体内部。是不是很神奇呢?

可见保存在琥珀里的白蚁肚中有一些可以滚动的气泡  图片来自网络

而偏利共生,则是指一种生物获益而对另一种生物无害。其中最具代表性的就是携播,携播经常会和寄生混淆。它们之间的本质区别就是有无一方受害。例如,在葬甲、黑蜣等甲虫身上经常会有很多像小蜘蛛一样的螨虫,这常常被误认为是寄生。其实这些小家伙一种腐生螨,它们只食用腐烂的动物、植物或者动物粪便等。并不会对活着的甲虫本身构成危害。这些小螨虫攀附在甲虫身上,只是为了借助其比较强大的运动能力,使其成为螨虫们的运载工具从而增大扩散范围。所以携播也有一个形象的称呼——搭便车。这个现象在琥珀也有发现。

左图为身上爬满腐生螨的颚黑蜣  贾晓摄 

右图为一只现生的葬甲,身上也爬有许多搭便车的腐生螨  王弋辉摄

脱皮

我们都知道,节肢动物在生长的过程中,其外骨骼不能随之生长,所以需要多次脱去外皮。其脱下来的外壳也为我们提供很多信息,包括幼虫或若虫的形态、外壳的开裂方式等。在琥珀中,同样保存着大量的昆虫蜕下来的外壳,同时正在蜕皮中的化石更是难得可贵。在很多爬行动物中也存在蜕皮的现象,因为其皮肤最外面是由一层角质层变成的,叫角质鳞。它比较韧且不透水,不能随着身体的长大而长大。也需要定期的蜕掉。而爬行动物脱皮的琥珀标本,就更加难得了!

左图为一只正在蜕皮的蟑螂背包裹进树脂最终形成了琥珀

右图可见同时在琥珀中经常有昆虫蜕下来的外壳  王弋辉摄

育幼

育幼是指动物对后代包括卵或幼仔的照顾行为。这种行为在高等脊椎动物中,如鸟类、哺乳动物非常普遍。鱼类、爬行动物以及两栖动物也较为常见。通过对现生无脊椎动物的观察,昆虫中的育幼行为也是广泛存在的。比较常见的就是蟑螂会在卵产下之后,将卵鞘挂在腹部末端一段时间直到临近孵化才放置在安全的地方自然孵化。这就可以帮助后代渡过卵这个不能动、不知主动躲避敌害的危险时期,有效提高了卵的孵化率及后代的成活率。然而这一行为很难被保存在沉积岩的化石中,而琥珀由于树脂包裹昆虫的速度较快,且大多数是在原位包裹。所以就为保存这一行为提供了有利的条件。

一只蟑螂携带卵鞘的形态清晰可见  汪阗摄

伪装

为了生存,很多昆虫演化出了将自己隐藏于环境中不易被发现的伪装术。其中,还有少数昆虫可以主动利用环境中的各种材料遮盖身体,达到伪装效果,这种伪装也称为覆物行为,是昆虫伪装术中比较奇特而复杂的一类。昆虫本身需要有辨别材料的能力,和携带材料的身体结构。能记录该行为的化石证据极为稀少,而在琥珀中具备了比较理想的条件。在1亿年前的缅甸就发现其相关的证据,脉翅目的幼虫将植物碎屑等背在身上达到伪装的效果。有些幼虫为此还在身上长有特别的毛以方便这些伪装物的固着。

左图为琥珀中的脉翅目幼虫,可见其身上有可供覆盖物附着的毛等

右图为现生的脉翅目昆虫幼虫躲藏在一小堆干草中正在捕食  王弋辉摄

后记

读完了这篇小文章,你是否还会认为琥珀仅仅有保存古生物形态这单独的功能呢?以后,希望同学们有机会接触到虫珀的情况下,也可以对其进行仔细地观察!也许,你手中的琥珀也在为你讲述一个个生动而有趣的故事呢!

“地球记忆工作室”创建于2014年7月。秉承“延续地球记忆,保护自然环境”的理念,与国内多家博物馆、学校及企业广泛开展自然博物教育。着重培养青少年对自然的兴趣,启迪科学智慧。工作室常年系统收集各类标本万余件;以及几万幅动植物生态图片服务于典藏研究及教学活动。

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