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2.36亿年前的粪便化石揭示了一个隐藏的宝藏——最古老的蝴蝶证据

保存在粪便化石中的微小翅鳞表明,蝴蝶的进化时间远远早于花的出现。

Jenny Lehmann
作者:Jenny Lehmann
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图片来源:Olga Bogatyrenko/Shutterstock

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保存的粪便中可以隐藏有趣的东西。除了提供有关早已灭绝植被的线索外,几乎所有被困在古代粪便中并经受住时间考验的东西,都能让我们一窥史前生活。最近的例子是什么?埋在2.36亿岁的粪便中的一个微小宝藏。

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这可能不像琥珀中的昆虫那样光彩夺目,但这个粪便化石,很可能是现在阿根廷地区一种河马大小的食草动物留下的,它包含有史以来发现的最古老的蝴蝶或蛾类实体证据。根据阿根廷拉里奥哈地区科学研究和技术转移中心(CRILAR)的研究人员的说法,这项发表在《南美地质学报》上的发现,可以证实蝴蝶的出现比之前认为的要早得多,就在地球历史上最大规模的灭绝事件之后。

蝴蝶化石断层

大约在2.5亿年前,地球上的生命濒临灭绝。二叠纪末期的大规模灭绝事件消灭了大约90%的物种,并引发了缓慢而混乱的恢复。随着生态系统在早三叠世重建,新的昆虫类群开始进化,可能是为了应对植物世界的变化。

虽然基因数据曾暗示蝴蝶(更广泛地说,是鳞翅目昆虫)可能出现在大约2.41亿年前,但我们所拥有的最古老的实体化石仅可追溯到2.01亿年前的早侏罗世。化石记录中存在一个4000万年的空白——直到现在。


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检查粪便化石

解决这一进化之谜的关键来自一个不太可能的地方:阿根廷塔兰帕亚国家公园的一个已化石化的粪便堆积物。该遗址自2011年起由CRILAR的古生物学家发掘,被确定为一个史前公共厕所,食草动物会反复返回此处排泄。这种行为在今天的一些食草动物中仍然可见,并且可能兼具社交和防御功能。

当科学家们在显微镜下检查粪便化石(正式称为粪化石)时,他们发现了一些令人惊讶的东西:微小的、装饰性的鳞片,长度不到200微米(大约是人类头发宽度的两倍),这种鳞片通常存在于蝴蝶和蛾类的翅膀上。这些空心、有图案的鳞片是鳞翅目昆虫的标志性特征。这些结构的独特性促使研究人员将其命名为一个新物种:Ampatiri eloisae

这项发现将鳞翅目昆虫明确地置于三叠纪,比之前证实的要早30到40百万年。

蝴蝶先于花朵出现

其意义不仅在于推迟了时间线。研究人员认为,Ampatiri eloisae可能属于鳞翅目昆虫的一个亚群,称为“长吻亚目”(Glossata),其特征是拥有一个喙,这是现代蝴蝶和蛾类用来吸食花蜜的长管状舌头。

然而,在三叠纪,森林只由针叶树和苏铁组成;花朵甚至还没有出现。这些非开花植物分泌糖滴进行授粉——这些微小的“甜点”对早期拥有喙的昆虫来说是完美的食物来源。这意味着蝴蝶标志性的进食结构可能不是为花朵而进化的,而是为了这些古代的替代花蜜。

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基于此,研究人员估计,喙可能最早在2.6亿至2.44亿年前,也就是大灭绝之后不久就进化出来了。这种适应可能帮助早期蝴蝶和蛾类在严酷的新世界中生存下来,使它们能够以授粉滴为食,并为未来与近1亿年后才出现的开花植物合作奠定了基础。

虽然全身化石可以提供更清晰的见解,但这些微小的鳞片为我们提供了进化拼图中的一块非凡的碎片。它们不仅表明蝴蝶的出现比我们想象的要早得多,而且还展示了生命在地球最糟糕的灭绝事件后是如何反弹的,并逐渐重塑为我们今天看到的充满活力的生态系统。

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    Jenny Lehmann

    Jenny Lehmann 是《Discover Magazine》的助理编辑,她撰写关于微生物学、心理学、神经学和动物学方面的文章,并负责印刷版的《Piece of Mind》专栏。

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