道虎沟生物群中发现最早的昆虫育幼行为

卡拉划蝽的生态复原

卡拉划蝽化石形态特征

卡拉划蝽化石携卵标本和现代划蝽卵（图i）

卡拉划蝽特化的捕食构造
（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学院南京地质古生物研究所：亲代抚育指双亲对卵或后代的保护、照顾和喂养等，沟生被认为是物群生命演化过程中的一种重要的适应行为。在哺乳类、中发早鸟类、现最行爬行类、昆虫节肢动物，育幼尤其是道虎社会性昆虫中多次独立演化。其中，沟生携卵行为（brood care）是物群亲代抚育的一种形式，通常是中发早指单亲在产卵后携带卵或幼体以提供保护的行为，可有效提高孵化率和后代存活率。现最行然而，昆虫这种行为很难被记录在昆虫化石中，育幼目前中生代昆虫携卵的道虎直接化石证据仅发现于早白垩世热河生物群和白垩纪中期的缅甸琥珀中。 
近年来，中国科学院南京地质古生物研究所黄迪颖带领的研究团队对中晚侏罗世道虎沟生物群中的代表类型卡拉划蝽（Karataviella popovi）进行了系统研究。研究从157块卡拉划蝽化石中识别出30块携卵的雌性成体，并利用多种技术分析手段，对卡拉划蝽进行了功能形态学综合分析，进而揭示了中晚侏罗世划蝽独特的携卵行为。该发现证实了昆虫母性关怀的适应行为至少可追溯至中侏罗世，并将昆虫育幼行为的直接证据提前了近4000万年。相关研究成果于7月13日在线发表在英国《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。 
划蝽是常见的水生半翅目昆虫，广布于世界各地的淡水生态系统中。现生划蝽的卵常通过卵柄附着于水生植物的叶片和茎干、石头，甚至蜗牛壳、乌龟壳以及小龙虾的外骨骼上。在道虎沟生物群中保存的卡拉划蝽化石个体较大，体长约11–15 mm。头部具5团刚毛簇，与特化的前足跗节共同形成类似于滤网状捕食装置，反映了高度特化的捕食行为。丰年虫和卡拉划蝽同为道虎沟生物群中的先驱者和代表性生物，它们的首现、辐射、繁盛、衰落和消亡表现出高度的一致性。通过对700余枚丰年虫卵的形态测量，推测大量的季节性出现的丰年虫卵可能是卡拉划蝽的食物来源。 
卡拉划蝽部分雌性个体的左中足胫节上可见约5–6排紧密排列的、每排有约6–7个长度为1.14–1.20 mm的卵，由卵柄附着在胫节上。本研究推测道虎沟生物群中大量蝾螈所造成的捕食风险和周期性的食物来源使卡拉划蝽面临巨大的生态压力，携卵行为可能反应了卡拉划蝽对栖息地生态环境的适应或对古湖泊生态系统变化的响应。卡拉划蝽的携卵行为可在孵化过程中为卵提供物理性保护并有效防止卵的干燥和缺氧，对其演化和繁殖具有重要意义。但此类无私的母性保护行为可能会付出较高的代价，如增加被捕食的风险等。 
目前，以足携卵的育幼策略尚未发现于其他现生和灭绝的昆虫类群中，但在水生节肢动物中并不少见，其化石记录可追溯至寒武纪早期的澄江生物群中，但以一侧的足携卵的行为则属孤例。本研究凸显了中生代昆虫多样化的、显为人知的育幼策略，对进一步理解昆虫育幼行为的演化和环境适应等具有重要意义。 
本研究项目由中科院、国家自然科学基金委员会和博士后国际交流计划派出项目联合资助。南京古生物所方艳和李言达提供了技术支持，孙捷绘制复原图。 
论文相关信息：Fu Y, Cai C, Chen P, Huang D. 2022 The earliest known brood care in insects. Proc. R. Soc. B 20220447. https://doi.org/10.1098/rspb.2022.0447. 
相关报道：道虎沟生物群发现最早的昆虫母爱
（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学报（沈春蕾）：昆虫不仅有母爱，而且昆虫母性关怀的适应行为至少可追溯至中侏罗世。这项发现由中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称南京古生物所）研究员黄迪颖团队证明，他们将昆虫育幼行为的直接证据提前了近4000万年。7月13日，相关研究成果在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。
在生命演化过程中，亲代抚育是一种重要的适应行为，指双亲对卵或后代的保护、照顾和喂养等，在哺乳类、鸟类、爬行类、节肢动物，尤其是社会性昆虫中多次独立演化。携卵行为是亲代抚育的一种形式，通常是单亲在产卵后携带卵或幼体以提供保护的行为，可有效提高孵化率和后代存活率。
然而，携卵行为很难记录在昆虫化石中。南京古生物所研究员黄迪颖告诉《中国科学报》：“目前，仅在早白垩世热河生物群和白垩纪中期的缅甸琥珀中，发现中生代昆虫携卵的直接化石证据。”
在中晚侏罗世道虎沟生物群中，对具有代表类型的卡拉划蝽进行了系统研究后，付衍哲等人在157块卡拉划蝽化石中识别出30块携卵的雌性成体，并利用多种技术分析手段，对卡拉划蝽进行了功能形态学综合分析，揭示了中晚侏罗世划蝽独特的携卵行为。
这里的划蝽是常见的水生半翅目昆虫，广布于世界各地的淡水生态系统中。现生划蝽的卵常通过卵柄附着于水生植物的叶片和茎干、石头、甚至蜗牛壳、乌龟壳以及小龙虾的外骨骼上。道虎沟生物群中卡拉划蝽个体较大，体长约11～15 mm，头部具5团刚毛簇，和特化的前足跗节共同形成类似于滤网状捕食装置，反映了高度特化的捕食行为。
据了解，丰年虫和卡拉划蝽同为道虎沟生物群中的先驱者和代表性生物，它们的首现、辐射、繁盛、衰落和消亡表现出高度的一致性。研究人员通过对700余枚丰年虫卵的形态测量，推测大量的季节性出现的丰年虫卵可能是卡拉划蝽的食物来源。
黄迪颖介绍，卡拉划蝽部分雌性个体的左中足胫节上可见约5～6排紧密排列的、每排约6～7个长度为1.14～1.20 mm的卵，由卵柄附着在胫节上。雌性携卵个体的左中足胫节较其右中足胫节以及雄性个体的中足胫节更粗。
研究人员推测，道虎沟生物群中大量蝾螈所造成的捕食风险和周期性的食物来源使卡拉划蝽面临巨大的生态压力，携卵行为可能反应了卡拉划蝽对栖息地生态环境的适应或对古湖泊生态系统变化的响应。
黄迪颖表示：“卡拉划蝽的携卵行为可在孵化过程中为卵提供物理性保护并有效防止卵的干燥和缺氧，对其演化和繁殖具有重要意义。但此类无私的母性保护行为可能会付出较高的代价，如增加被捕食的风险。”
他还指出，以足携卵的育幼策略尚未发现于其他现生和灭绝的昆虫类群中，但在水生节肢动物中并不少见，其化石记录可追溯至寒武纪早期的澄江生物群中。但以一侧的足携卵的行为则属孤例。该研究凸显了中生代昆虫多样化的、显为人知的育幼策略，有助于理解昆虫育幼行为的演化和适应意义。
相关报道：30块化石见证一亿多年前的“母爱”
（神秘的地球uux.cn报道）据现代快报+（记者 阿里亚）：坐月子各地风俗不同，方法也千奇百怪。像人类一样，动物“坐月子”的方式也大不同。
有的动物产后不操心“孩子”，例如青蛙、蟾蜍等，大部分一产完卵就溜之大吉，该吃吃，该喝喝，不会抚育幼体。鸟类则有些不同，多数鸟类产完卵后需要孵化，颇有些“坐月子”的范儿。
“亲代抚育指双亲对卵或后代的保护、照顾和喂养等，被认为是生命演化过程中出现的一种重要的适应行为。在哺乳类、鸟类、爬行类、节肢动物，尤其是社会性昆虫中多次独立演化。”付衍哲介绍，携卵行为是亲代抚育的一种形式，通常是单亲在产卵后携带卵或幼体以提供保护的行为，可有效提高孵化率和后代存活率。然而，这种行为很难记录在昆虫化石中。
动物携卵的方式也是多种多样，十分有趣。划蝽是常见的水生半翅目昆虫，广布于世界各地的淡水生态系统中。现生划蝽的卵常通过卵柄附着于水生植物的叶片和茎干、石头，甚至蜗牛壳、乌龟壳以及小龙虾的外骨骼上。那么，它们祖先又是如何携卵的？
道虎沟生物群是中国北方中生代中晚期的一个古生物化石群，因发现于内蒙古宁城县道虎沟村而得名。此次，研究团队对道虎沟生物群中的代表类型卡拉划蝽进行了系统研究。他们在157块卡拉划蝽化石中识别出30块携卵的雌性成体，并利用多种技术分析手段，对卡拉划蝽进行了功能形态学综合分析，揭示了中晚侏罗世划蝽独特的携卵行为。
“卡拉划蝽部分雌性个体的左中足胫节上可见约5-6排紧密排列的、每排约6-7个长度为1.14-1.20毫米的卵，由卵柄附着在胫节上。”研究人员表示，卡拉划蝽的携卵行为可在孵化过程中为卵提供物理性保护并有效防止卵的干燥和缺氧，对其演化和繁殖具有重要意义。但此类无私的母性保护行为可能会付出较高的代价，如增加被捕食的风险。
刷新纪录，有助于深入了解昆虫育幼行为的演化
现代快报记者了解到，这项研究成果表明，昆虫母性关怀的适应行为至少可追溯至中侏罗世，将昆虫育幼行为的直接证据提前了近4000万年。
本研究推测，道虎沟生物群中大量蝾螈所造成的捕食风险和周期性的食物来源使卡拉划蝽面临巨大的生态压力，携卵行为可能体现了卡拉划蝽对栖息地生态环境的适应或对古湖泊生态系统变化的响应。
“以足携卵的育幼策略尚未发现于其他现生和灭绝的昆虫类群中，但在水生节肢动物中并不少见，其化石记录可追溯至寒武纪早期的澄江生物群中，但以一侧的足携卵的行为则属孤例。”研究人员指出，本研究凸显了中生代昆虫多样化的育幼策略，有助于理解昆虫育幼行为的演化和适应意义。
道虎沟生物群中卡拉划蝽个体较大，体长约11-15毫米，头部具5团刚毛簇，和特化的前足跗节共同形成类似于滤网状捕食装置，反映了高度特化的捕食行为。丰年虫和卡拉划蝽同为道虎沟生物群中的先驱者和代表性生物，它们的首现、辐射、繁盛、衰落和消亡表现出高度的一致性。
本次研究中，研究团队通过对700余枚丰年虫卵的形态测量推测，大量季节性出现的丰年虫卵可能是卡拉划蝽的食物来源。

(责任编辑：智汇)