被困在琥珀中4400万年的昆虫螽斯揭示了古代欧洲的进化之战

艺术家对被困在琥珀中的古代螽斯的概念。鸣谢:uux.cn/查理·伍德罗
（神秘的琥珀化地球uux.cn）据自然历史博物馆（詹姆斯·阿什沃斯）：一种保存在琥珀中的非凡昆虫正在打开我们的耳朵，让我们进入一个听觉之外的中万螽斯战交流世界。对自然历史博物馆收藏的昆虫一种灭绝的螽斯的新研究表明，螽斯已经使用超声波数百万年了，揭示试图避免捕食者听到它们。古代
这种类似蟋蟀的欧洲昆虫的歌声和听觉范围在它死后几千万年才被发现。
在被困在琥珀中4400万年后，被困对软毛螽斯的琥珀化新扫描让科学家们重建了螽斯的交配叫声。它揭示了已知最早能够以远超人类听觉范围的中万螽斯战频率进行交流的动物。
虽然没有一些活着的昆虫螽斯那么高，但它的揭示叫声已经超过了大多数哺乳动物的听力。只有一群精选的古代哺乳动物，包括第一批蝙蝠，欧洲听到了它的被困叫声，这是延续至今的进化军备竞赛开场的一部分。
这项新研究的主要作者查理·伍德罗博士说:“这只螽斯在回声定位捕食者和昆虫之间军备竞赛的关键时刻被及时冻结了。”
“在这种动物变成化石前不久，蝙蝠已经发展出回声定位的能力，这可能促使螽斯以更高的频率鸣叫。与此同时，它们的耳朵正在适应倾听试图追捕它们的蝙蝠。”
“如果没有保存如此完好的螽斯，这一发现是不可能的，这凸显了博物馆藏品在发现此类标本中的重要性。”
这项新研究的合著者费尔南多·蒙泰利格雷-萨帕塔教授补充道:“我计划研究螽斯耳朵的发育和进化已经很长时间了，但很难找到保存如此完好的螽斯化石。”
“当我告诉一位同事我想找到这样的化石时，他告诉我我在做梦，所以找到这个标本是非常幸运的。”
这项研究的发现发表在《当代生物学》杂志上。
蝙蝠大战螽斯:一场进化之战
几亿年前，螽斯是最早利用声音交流的动物之一。他们开始通过摩擦翅膀发出声音，最早的证据可以追溯到2.4亿年前。
这些声音一般是雄性发出的，雄性用它们来吸引雌性。然而，这些叫声也会引起错误的注意，比如捕食者在寻找食物。
这可能解释了为什么经过数百万年，螽斯发展出以越来越高的频率鸣叫的能力。但是到了1.25亿年前，螽斯的哺乳动物捕食者的听觉赶上了它的召唤。
这导致一些螽斯产生更高音调的超声波，这种声音直到大约5200万年前第一批蝙蝠进化后才被听到。
从这一刻起，蝙蝠和螽斯陷入了一场进化军备竞赛。蝙蝠已经进化到能更好地听到螽斯的叫声，而这种昆虫已经改变了它们的叫声和行为。
费尔南多解释说:“虽然螽斯可能已经在探索高频，以避免窃听和发展更多样化的信号，但蝙蝠给了它们新的动力。”
“这可能看起来很奇怪，一旦它们被听到，螽斯就会一直以这么高的音调唱歌，但超声波在环境中会很快消散。这确保了远处的蝙蝠听不到唱歌的螽斯，因为声音会在被听到之前就被打断。”
4400万年前，正当这场军备竞赛升温时，一只螽斯落在一棵松树上，很快被树干上流下的粘稠树脂淹没。当它挣扎着挣脱时，树液覆盖了它的全身，使它变硬。
硬化的树脂随后落到森林的地面上，经过几百万年的时间，开始转变成琥珀。在某个时候，这块琥珀被冲入一个泻湖，并被沉积物掩埋，最终于1936年在当时的东普鲁士被发现——该地区现在被波兰、俄罗斯和立陶宛瓜分。
在被描述为一个新物种后，掌叶木的标本已经在自然历史博物馆收藏了80多年。随着更好的扫描技术的发展，研究人员现在已经能够窥视琥珀的内部，并揭示出螽斯长久以来的秘密。
一个非凡的始新世时代
与哺乳动物不同，螽斯的耳朵实际上位于腿内，这使得它在石化过程中容易被压碎。但是对螽斯的CT扫描显示汁液已经进入了螽斯的耳道。
有了树液在里面，昆虫耳朵的精致结构得以保留。
“很难找到保存在琥珀中的这些昆虫，”查理说。“耳朵只有在成年人才完全发育，但完全发育的螽斯通常足够大，不会被琥珀困住。”
“幸运的是，手掌龟是一个非常小的物种，这意味着它可能会被卡住，以便我们可以在以后的时间里调查它。”
为了找出它最擅长的听觉，查理和同事Emine Celiker博士合作创建了声音在耳朵中传播的模型。他们计算出螽斯可能最擅长听到30千赫左右的声音。
同时，他们还利用活着的螽斯如何发声的知识来预测E. handlirschi发出的叫声的频率。它的叫声频率与它能听到的频率相似，这表明这些昆虫在用声音交流。
研究小组还在螽斯的听觉中发现了另外两个峰值，分别在60和90千赫左右。但这与其说与交流有关，不如说可能帮助昆虫窃听早期蝙蝠的回声定位叫声，避免成为它们的晚餐。
这种昆虫听高频的能力会因螽斯的耳廓而增强，这在哺乳动物中是耳垂。虽然在手掌龟中只有部分发育，但在它被困在琥珀中后的几年里，进化已经允许它的亲戚听到超过100kHz的叫声。
“现在重要的是识别更多的化石来追踪这些变化，”查理说。“我认为，随着许多琥珀在网上被出售给私人琥珀收藏，更多的成年琥珀或其近亲将会出现。”
“我认为很可能还有更多被公众收藏。只需要合适的人注意到它，研究它。”

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