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發(fā)現(xiàn)恐龍新物種:近億年前的甲蟲“祖先”
2020-03-11 14:17:12 來源:騰訊 編輯:

12月23日,中關(guān)村圖書大廈石探記博物科學(xué)館,展出琥珀內(nèi)發(fā)現(xiàn)的新物種——齒胸波眼甲。

協(xié)助導(dǎo)師打磨了許許多多琥珀后,去年初的一天,當(dāng)時年僅14歲的宋丞峻發(fā)覺,有一塊琥珀有些特別。經(jīng)過一年多研究,今年12月21日,中國科學(xué)家團(tuán)隊宣布在琥珀中發(fā)現(xiàn)了一種恐龍時代的昆蟲新物種——齒胸波眼甲(Notocupes denticollis)。

這是一種極其原始且稀有的甲蟲,來自距今約9900萬年前的緬甸。據(jù)專家介紹,全世界現(xiàn)存的眼甲僅有6種,此次發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)今眼甲科的分類、了解甲蟲的演化過程和進(jìn)化方向提供了新證據(jù)。

該研究由北京林業(yè)大學(xué)本科生姜卓寅、李英鴿,史宏亮博士,北京探月學(xué)院高中生宋丞峻,中國科學(xué)院動物研究所研究人員兼石探記博物科學(xué)館發(fā)起人劉曄、陳睿博士,以及中國世紀(jì)琥珀博物館館長孔繁利共同開展,論文發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《白堊紀(jì)研究》上。

發(fā)現(xiàn)近億年前的甲蟲“祖先”

這次發(fā)現(xiàn),源于宋丞峻的一次“執(zhí)著”。

宋丞峻的指導(dǎo)老師之一劉曄介紹,宋丞峻初一時就跟隨石探記科學(xué)家團(tuán)隊學(xué)習(xí)動植物知識。隨著知識儲備和實踐能力的提升,他開始在老師的帶領(lǐng)下,參與野外科學(xué)考察活動及部分課題研究工作。

此前,劉曄去緬甸科考時收集到數(shù)千枚琥珀標(biāo)本,但原礦石很粗糙、看不清內(nèi)部,宋丞峻就擔(dān)任起了小助手,幫助老師打磨琥珀。

“去年初的一天,小宋拿著一塊琥珀來找我們,說打磨后看到一個蟲子感覺挺奇怪。當(dāng)時蟲子的位置仍然比較深,不是特別清楚。我一開始也沒細(xì)看,出于經(jīng)驗以為就是常見的普通蟲子。”劉曄回憶,聽到老師的反饋后,宋丞峻并未放棄,又把琥珀帶回去繼續(xù)打磨,到蟲子與琥珀邊緣較貼近時再拿來一看,“是個好東西”。

經(jīng)過科研人員探討、查閱資料比對,最終鑒定,這只蟲子是原始甲蟲眼甲中的一個新物種。又通過檢測琥珀所處年代,確定了這是生活在近一億年前、白堊紀(jì)時期的甲蟲“祖先”。

在隨后的研究成果發(fā)表過程中,論文主框架和學(xué)術(shù)寫作由團(tuán)隊老師完成,宋丞峻也參與其中,承擔(dān)了手繪圖復(fù)原圖、物種特征描述等工作。

“如果不是這孩子的堅持,就不會有這個重大發(fā)現(xiàn)。”劉曄說。

另一位導(dǎo)師陳睿表示,由于前期大量的科學(xué)訓(xùn)練,宋丞峻對辨別昆蟲種類已有一定積累,才能“慧眼識珠”。

標(biāo)本保存完好 為甲蟲演化提供了重要證據(jù)

齒胸波眼甲的胸部有一排鋸齒狀結(jié)構(gòu),因此得名“齒胸”,波眼甲則是指眼甲科中的波眼甲屬。劉曄介紹,眼甲是一種特別古老的甲蟲,最早出現(xiàn)在三疊紀(jì)。截至目前,整個甲蟲類記錄有幾十萬種,而現(xiàn)存的眼甲僅有6種,“所以它極其珍貴”。

這件標(biāo)本除了保存完好、通透度高,還有一個額外優(yōu)勢——在顯微鏡下可以清晰看到,蟲體鞘翅末端有蟲子瀕死時擠壓出的雄性外生殖器。

團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn),該新物種的雄性外生殖器與現(xiàn)生眼甲科小眼甲屬(Omma)的相似,但和另一個現(xiàn)生的屬四瘤長扁甲屬(Tetraphalerus)的雄性外生殖器有很大不同,這些為新物種的鑒定和親緣關(guān)系解讀起到了作用。

波眼甲的翅膀也非常特殊。“一般甲蟲翅膀都是又硬又光滑,像個裝甲殼一樣,但波眼甲的翅膀是網(wǎng)格狀的,像蜻蜓的翅膀。”劉曄說,此前科學(xué)家研究認(rèn)為,這是由其他有翅脈昆蟲進(jìn)化而來的一個遺留結(jié)構(gòu),這次發(fā)現(xiàn)的物種,正好保留了由原始翅脈昆蟲進(jìn)化到甲蟲中間的一個過渡形態(tài)。

“而被包裹在琥珀也就是樹脂里,說明它比較喜歡在樹上活動,而且有一些腐爛木頭是在原始森林里,這就很好地反映了它的生活習(xí)性,并能推測出當(dāng)時它所處的生態(tài)環(huán)境。”劉曄進(jìn)一步解釋。

此外,通過和現(xiàn)存的眼甲形態(tài)進(jìn)行比對,研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),這種眼甲的翅脈結(jié)構(gòu)沒有太大變化,但形態(tài)上更小,形狀上更寬。因此,人們可以根據(jù)這個過渡形態(tài)了解甲蟲的進(jìn)化方向。此次研究為人類了解甲蟲的演化過程,提供了重要的新證據(jù)。

陳睿告訴記者,目前全世界已經(jīng)滅絕的生物大多數(shù)都還未被發(fā)現(xiàn),隨著越來越多古生物的發(fā)現(xiàn),會給地球上的生命演化提供很多重要的證據(jù),“甚至?xí)嵏踩祟悓φ麄€生物演化過程的認(rèn)知”。

“讓越來越多的孩子參與科研”

這枚琥珀如今存放在北京中關(guān)村圖書大廈四樓的石探記博物科學(xué)館中,作為常設(shè)展品對公眾免費展出。

記者探訪發(fā)現(xiàn),這個開在書店里的小型博物館中,陳列著全世界首次發(fā)現(xiàn)的蝦類琥珀、包裹著恐龍羽毛的琥珀等珍貴科研標(biāo)本,展示“地球五億多年的生命變遷”。

這一空間的籌建者正是此次新物種發(fā)現(xiàn)的幕后力量——成立于2015年的石探記科學(xué)家團(tuán)隊,由中國科學(xué)院、北京大學(xué)、南開大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)等高校和科研院所的幾十位科研人員組成。

工作人員介紹,團(tuán)隊日常會面向5-15歲的青少年,根據(jù)不同年齡和學(xué)習(xí)能力開展一系列科學(xué)課程和科普活動,包括每周至少一次的室內(nèi)課程,和昆蟲飼養(yǎng)觀察記錄、化石修復(fù)等各類科學(xué)小實驗、DIY活動,此外還有野外夏令營和短期游學(xué)等。

這間博物館今年11月開放,除了琥珀化石展區(qū)外,還有一片活體動物展示區(qū),展示的都是導(dǎo)師飼養(yǎng)的具有代表性的常見物種,包括昆蟲類、兩棲動物和爬行動物。團(tuán)隊會搭建一些便于觀察的小裝置,比如用透明的盒子和沙子搭建人造蟻窩,讓孩子們觀察螞蟻怎么在其中挖洞、分工合作。

談到成立石探記的初衷,劉曄表示,一個合格的科研工作者從培養(yǎng)基礎(chǔ)知識到思維模式需要很長時間,除非有特別大的興趣和努力,否則很難成才,“所以我們希望從孩子開始培養(yǎng),從形成興趣和思維模式到系統(tǒng)學(xué)習(xí),最終擁有獨立科研能力。”

此次新物種的發(fā)現(xiàn)和研究由高中生、大學(xué)生和專業(yè)科研人員共同完成,讓陳睿覺得“非常難得”,“很多孩子都有一個成為科學(xué)家的夢想,我們也希望通過這個契機(jī),讓越來越多的孩子參與到科學(xué)研究中”。

■ 講述

“未來科學(xué)家”養(yǎng)成記

在此次新物種發(fā)現(xiàn)中扮演重要角色的宋丞峻,今年15歲,剛上高一。他的母親許女士告訴記者,宋丞峻幼年起就表現(xiàn)出對昆蟲特有的興趣,小時候最愛去的地方就是花園、草叢甚至樹叢,希望長大成為昆蟲學(xué)家。

平時,宋丞峻也喜歡看昆蟲相關(guān)的書籍,或通過網(wǎng)上公開課等資源學(xué)習(xí)。節(jié)假日,一家人經(jīng)常會走進(jìn)大自然觀察昆蟲。冬天的北京蟲跡罕至,家長就帶著宋丞峻去科技館聽《中科大講堂》的自然科普類公益講座、看看Discovery或BBC出品的紀(jì)錄片。“正是因為在科技館的講座上結(jié)識了劉曄老師,小宋才有了跟著專業(yè)的老師們學(xué)習(xí)的機(jī)會。”許女士說。

宋丞峻目前就讀的探月學(xué)院是一所創(chuàng)新高中,除了常規(guī)學(xué)科學(xué)習(xí),也有跨學(xué)科的項目制學(xué)習(xí)。許女士介紹,由于在昆蟲學(xué)方面的知識積累,本學(xué)期的項目制學(xué)習(xí),宋丞峻選了和減少塑料垃圾相關(guān)的主題,研究方向聚焦在“如何利用昆蟲體內(nèi)特殊菌群做塑料垃圾處理”的相關(guān)問題上,目前正在探討中。

“這次能有這樣的研究成果發(fā)布,小宋作為琥珀的發(fā)現(xiàn)者是幸運(yùn)的。同時他覺得無論在專業(yè)知識方面、還是項目研究上都需要繼續(xù)學(xué)習(xí),我們也希望孩子能跟著老師踏實學(xué)好基礎(chǔ)知識。”許女士告訴記者,宋丞峻希望未來能從事昆蟲研究相關(guān)工作。

關(guān)鍵詞: 恐龍 新物種

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