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　　原標題：破解兩億年前昆蟲的真實顏色

　　飛蛾復原圖 資料圖片

　　兩(liang)億年前的(de)(de)昆(kun)蟲(chong)是什么顏色？近(jin)日，中、德、英三國(guo)的(de)(de)科學(xue)(xue)家通過對(dui)昆(kun)蟲(chong)化石結(jie)構(gou)色的(de)(de)研究(jiu)，成功還原一種兩(liang)億年前飛蛾的(de)(de)真(zhen)實色彩。相關的(de)(de)研究(jiu)成果于(yu)4月12日在《科學(xue)(xue)》雜志(zhi)子(zi)刊(kan)《科學(xue)(xue)進(jin)展》上(shang)發表(biao)，在學(xue)(xue)界引起轟動(dong)。

　　三年攻關 還原古昆蟲顏色

　　在中國科(ke)學(xue)院南(nan)京(jing)地(di)質(zhi)古(gu)生物(wu)研(yan)究所(suo)的(de)(de)(de)(de)展(zhan)窗里(li)，一張通體金黃的(de)(de)(de)(de)飛蛾(e)圖(tu)片吸引了眾多目光。圖(tu)片上的(de)(de)(de)(de)飛蛾(e)就是中科(ke)院南(nan)京(jing)地(di)質(zhi)古(gu)生物(wu)研(yan)究所(suo)領銜的(de)(de)(de)(de)科(ke)研(yan)團隊根據兩塊(kuai)遠古(gu)化石(shi)復(fu)原出的(de)(de)(de)(de)蛾(e)類“老祖(zu)宗(zong)”。

　　昆蟲(chong)是地球上物種數(shu)量最多的(de)生物，展現(xian)了極(ji)其(qi)豐富的(de)顏色。長期以(yi)來(lai)，以(yi)蛾(e)類(lei)和(he)(he)蝴蝶為代(dai)表的(de)鱗(lin)翅(chi)目昆蟲(chong)，其(qi)翅(chi)膀上的(de)鱗(lin)片結構精巧而復雜，學(xue)界對(dui)其(qi)的(de)光學(xue)結構知之甚(shen)少，導致人類(lei)對(dui)鱗(lin)翅(chi)目和(he)(he)結構色的(de)起源和(he)(he)早期演化(hua)了解甚(shen)少。

　　為了(le)攻克難題，中國(guo)科學(xue)院南京地(di)質古生物(wu)研究所研究員(yuan)(yuan)王博等研究人員(yuan)(yuan)用了(le)三(san)年多的(de)時間，對500多塊來(lai)自英國(guo)、德(de)國(guo)、哈薩克斯(si)坦的(de)侏羅紀蛾類標本(ben)進行了(le)系統調查。“我們利用顯微鏡、三(san)維光(guang)學(xue)建(jian)模等一系列技術手段，終于在德(de)國(guo)和英國(guo)兩塊迄今(jin)為止(zhi)最早(zao)的(de)蛾類化石中，觀察分析出了(le)可以還原(yuan)其色彩的(de)微觀鱗片結構，還原(yuan)出飛蛾的(de)真實顏(yan)色。”研究團(tuan)隊成員(yuan)(yuan)張青(qing)青(qing)說。

　　光學(xue)軟件模擬結果顯示，這兩塊產生于1.95億(yi)年前(qian)和(he)1.8億(yi)年前(qian)的(de)鱗翅(chi)目飛(fei)蛾化石與現(xian)存最原(yuan)始的(de)鱗翅(chi)目昆蟲(chong)小翅(chi)蛾非常類(lei)似(si)，已經具有(you)較復雜(za)的(de)光學(xue)結構，可(ke)以產生金黃色(se)的(de)結構色(se)。這一發現(xian)不(bu)僅是(shi)已知最早的(de)昆蟲(chong)真實顏色(se)，也是(shi)最古老的(de)昆蟲(chong)結構色(se)，并將(jiang)該記錄(lu)提前(qian)了(le)至少1.3億(yi)年。

　　融合型鱗片是最原始蛾類翅膀鱗片結構

　　在研究中(zhong)，該團隊(dui)不但從歐亞大(da)陸中(zhong)生代(dai)蛾類標本(ben)中(zhong)發現了結構(gou)色的確切(qie)證(zheng)據，還為昆蟲(chong)鱗片(pian)和顏色的演化(hua)提供了全新的觀(guan)點。

　　“經過研究發現(xian)，飄(piao)翅(chi)(chi)目(mu)(mu)昆蟲具有單層的融(rong)合型(xing)(xing)鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)，外(wai)形為窄(zhai)葉性，其形態比已知鱗(lin)(lin)(lin)翅(chi)(chi)目(mu)(mu)鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)所有類型(xing)(xing)都(dou)原(yuan)始(shi)。而侏(zhu)羅紀的蛾類標(biao)本(ben)的翅(chi)(chi)膀鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)在(zai)形狀(zhuang)(zhuang)、超微結構(gou)(gou)以及排列(lie)方(fang)式(shi)上(shang)與現(xian)生(sheng)最原(yuan)始(shi)的鱗(lin)(lin)(lin)翅(chi)(chi)目(mu)(mu)（小(xiao)翅(chi)(chi)蛾科）非(fei)常相似。”張青(qing)青(qing)介紹，它(ta)們的鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)都(dou)是(shi)融(rong)合型(xing)(xing)，即(ji)鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)上(shang)下層均(jun)被表(biao)皮(pi)填充(chong)，不成網格狀(zhuang)(zhuang)。鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)排列(lie)方(fang)式(shi)為一(yi)型(xing)(xing)雙層鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)，即(ji)一(yi)層大的融(rong)合型(xing)(xing)鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)（覆(fu)鱗(lin)(lin)(lin)）覆(fu)蓋(gai)一(yi)層小(xiao)的融(rong)合型(xing)(xing)鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)（基鱗(lin)(lin)(lin)），排列(lie)成覆(fu)瓦狀(zhuang)(zhuang)。現(xian)生(sheng)的鱗(lin)(lin)(lin)翅(chi)(chi)目(mu)(mu)高等類群多具有鏤(lou)空型(xing)(xing)鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)：上(shang)、下分為兩層，中間有復雜的三維(wei)結構(gou)(gou)，而呈扁囊狀(zhuang)(zhuang)。“也就是(shi)說，侏(zhu)羅紀的蛾類鱗(lin)(lin)(lin)片(pian)(pian)(pian)已經演化(hua)出魚骨狀(zhuang)(zhuang)的納(na)米級光學結構(gou)(gou)，類似的精(jing)細結構(gou)(gou)只(zhi)見(jian)于現(xian)生(sheng)小(xiao)翅(chi)(chi)蛾科部分種類。”

　　“先(xian)前經(jing)典的(de)發育生物學理論認為，鏤空型鱗(lin)片(pian)是最原(yuan)(yuan)始的(de)狀態，但(dan)此次研究(jiu)表明(ming)融合型鱗(lin)片(pian)才是最原(yuan)(yuan)始的(de)類(lei)型，并且一型雙層鱗(lin)片(pian)應為鱗(lin)翅目(mu)的(de)基本構型特征。另外，昆蟲的(de)翅膀(bang)鱗(lin)片(pian)與羽毛的(de)演化或許(xu)有一些共性。”王博(bo)稱，此次研究(jiu)表明(ming)具(ju)有結構色(se)的(de)翅膀(bang)鱗(lin)片(pian)在(zai)鱗(lin)翅目(mu)出(chu)現(xian)之前就已經(jing)在(zai)一些原(yuan)(yuan)始類(lei)群廣泛存(cun)在(zai)。

　　古生物研究將從黑白世界進入彩色世界

　　在研究過(guo)程中(zhong)，科學家們還證實(shi)了(le)納米(mi)級的光學結構可以保存在中(zhong)生代的琥珀、壓痕以及印模化石標本中(zhong)，為復(fu)原(yuan)遠古動物和植物的結構色打開了(le)新(xin)的窗口。

　　“一(yi)般來說，我們通過研究(jiu)化石復(fu)原古生物的形(xing)態(tai)，但大多只是復(fu)原骨骼(ge)結構(gou)，色彩都是科學(xue)(xue)家們想象(xiang)出來的。”南京大學(xue)(xue)地球科學(xue)(xue)與(yu)工(gong)程學(xue)(xue)院教授姜寶玉認為，復(fu)原生物結構(gou)色是一(yi)項能(neng)讓遠古世界(jie)從黑(hei)白走向(xiang)彩色的開拓性研究(jiu)，以后回(hui)答(da)古生物世界(jie)是什么(me)顏色，也許不需要靠猜，科學(xue)(xue)家就能(neng)給出準確答(da)案。

　　“色(se)(se)彩在(zai)昆(kun)蟲(chong)(chong)的(de)(de)(de)求偶、防御、捕(bu)食等與其生(sheng)(sheng)存密切相關的(de)(de)(de)行(xing)為(wei)中具有重(zhong)要作用。但是(shi)由于(yu)(yu)化(hua)石(shi)材料的(de)(de)(de)局限性，我(wo)們對于(yu)(yu)古昆(kun)蟲(chong)(chong)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)知之甚少。王博團隊的(de)(de)(de)最新研究通過豐富(fu)的(de)(de)(de)鱗翅(chi)類昆(kun)蟲(chong)(chong)化(hua)石(shi)材料，充分利(li)用昆(kun)蟲(chong)(chong)結構色(se)(se)的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)原(yuan)理(li)，基于(yu)(yu)先(xian)進的(de)(de)(de)現代形態(tai)學(xue)(xue)研究技術(shu)，重(zhong)建(jian)了中生(sheng)(sheng)代昆(kun)蟲(chong)(chong)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)。”中國農業大學(xue)(xue)植物保護學(xue)(xue)院教授劉(liu)星月認(ren)為(wei)，該研究增進了人類對古昆(kun)蟲(chong)(chong)色(se)(se)彩的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)認(ren)識(shi)，未(wei)來基于(yu)(yu)這一技術(shu)將(jiang)有望(wang)揭示更(geng)多不(bu)同類群(qun)古昆(kun)蟲(chong)(chong)的(de)(de)(de)色(se)(se)彩，進而可(ke)以對遠(yuan)古時期昆(kun)蟲(chong)(chong)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)態(tai)行(xing)為(wei)有更(geng)深入的(de)(de)(de)理(li)解。（記者(zhe) 鄭(zheng)晉鳴 通訊(xun)員 李薇(wei)）

【糾錯】

責任編輯： 聶晨靜