1.65亿年前的巨型“跳蚤”

区区小跳蚤,其实要比想象中的顽皮很多,它们不仅在阿猫阿狗和人的身上恣意徜徉,甚至连恐龙大佬也敢捉弄。本来以为它们用漂亮的琥珀来“包裹”自己已经足够体面,没想到这群“吸血鬼”竟然还藏匿于化石之中,数亿年之后才被“钟馗”捉住。

捉住“吸血鬼”的“钟馗先生”是中科院南京地质古生物研究所的黄迪颖研究员和他的团队,他们从近10万块化石中,发现了迄今为止世界上最早、最大的跳蚤化石——他们发现的9块跳蚤化石来自内蒙古宁城中侏罗世道虎沟动物群和辽宁北票早白垩世热河动物群,分别距今约1.65亿年和1.25亿年,化石上的中生代跳蚤体积是现代跳蚤的10多倍,大如现在的蟑螂,和恐龙生活在一个时代。

这一发现将跳蚤的化石记录至少提前了4000多万年。现在常见的跳蚤化石,主要发现于新生代(距今6500万年)琥珀中,而且琥珀里的跳蚤都是“现代版”的。他们的研究论文登上3月8日最新一期的英国《自然》杂志(Nature)。

从新发现的“巨蚤”化石可见,雌性跳蚤(左)体型较大,大约是雄性(右)的两倍。

9块化石记录巨型跳蚤原形

由于跳蚤是以吸食动物血液为主的寄生昆虫,会随着寄主而消亡,所以不像其他拥有坚硬骨骼的动物那样容易形成化石。黄迪颖研究员介绍说,此前发现的跳蚤化石多见于新生代琥珀,是现代类型,而关于跳蚤的起源和中生代的演化证据则长期缺失。过去有关中生代跳蚤的报道仅有一例,就是澳大利亚早白垩世的跳蚤“Tarwinia”(距今约1.2亿年,体长7毫米),不过,关于跳蚤“Tarwinia”的形态特征,如口器、体毛等保存得不好,因此,对它的分类位置及系统关系一直存在一定的争议。

然而,“藏得很深”的“远古版”跳蚤竟然不经意间在化石市场让黄迪颖“捉”住了。2008年清明节,黄迪颖和几个爱好化石的朋友来到辽宁北票化石市场“淘宝”,凭着多年古生物研究的积累,一眼认出了化石上它们“吸管一样的嘴”。黄迪颖回忆道:“那块化石保存得很好,回来之后我还和朋友一起仔细研究了很久。”2009年,黄迪颖的朋友又去了化石市场淘货,这次淘回来的“跳蚤化石”,来自内蒙古道虎沟动物群,朋友将其赠给黄迪颖研究。有意思的是,这位朋友不是科研者,而是企业高管。

之后黄迪颖再次去了内蒙古宁城和辽宁北票,巨型跳蚤化石和跳蚤一样难捕踪影。实际上,研究古生物的黄迪颖从2000年开始,每年都去内蒙古宁城的道虎沟采集化石,却从来没发现过跳蚤化石,2009年2月却一下子在这里发现了好几块,都是大约1.65亿年前的,比澳大利亚的要早4000多万年。不过研究古昆虫十多年,黄迪颖搜集的10多万块化石中,只有9块是“巨型跳蚤”化石。

能在道虎沟和北票找到如此罕见的化石绝非偶然,两地都是世界级化石库,尤其是热河动物群,曾出土大量的带毛恐龙和原始鸟类等化石。还有一个很重要的原因,两地的化石埋藏都有火山灰参与,这些火山灰颗粒十分细腻,形成的沉积物能更好地保存生物的细节。

中生代“巨蚤”化石中跳蚤体型最大的两块化石。当时跳蚤平均体长在1.5厘米左右。

“阴盛阳衰”的跳蚤“巨人国”

中生代的跳蚤块头惊人,“平均身高”在1.5厘米左右,最大的超过2厘米,最小的也有8毫米,现在的跳蚤不过是平均1-3毫米的“小矮人”,跟它们相比,古老的跳蚤世界绝对是个“巨人之国”。

而且,雌性的身材更加魁梧,竟然是雄性的“两倍”,那只给“平均身高”拉后腿的“8毫米”跳蚤就是一只公跳蚤。

在显微镜下可见巨蚤细节:均长1.5厘米左右,没有翅膀,背和腹部扁平,触角短有很多节数(16-19节),嘴巴里有很长的向后的吸管式口器,足很长,上面有很多像梳子一样排列的栉状刚毛,爪也很长、很尖,胸部和腹部发育了大量的向后的刚毛,可以稳稳地趴在动物身上。

不过这些巨蚤不如现代的跳蚤灵活,后足不够有力,因而不能跳跃。现代跳蚤能跳过相当于身长350倍的距离。不过,不管是中生代跳蚤还是现在的跳蚤,触角都短而且是收缩的,每一节都很紧凑,都有一个很长的口器,足非常长,上面有很多栉状刚毛。

据黄迪颖介绍,中生代跳蚤背腹扁平,现在的是侧扁的(更利于在茂盛的毛发中穿行),个子也小了很多,这或许和寄主发生变化有很大关系。由于跳蚤应该是起源于有翅昆虫,而到了中生代,一些带毛动物的出现,因此跳蚤的翅膀发生退化并开始寄生在带毛动物的体表。之后它们发育了各种栉状刚毛和向后的鬃毛,就像一个个“倒刺”,让“寄主”难以摆脱它。随着进化的继续,为了减少在毛发中运动的阻力,跳蚤变得越来越小,体形也变成了侧扁形,渐渐地,足部可以跳跃。

早白垩世的跳蚤化石(距今约1.2亿年)。背和腹部扁平,足细长,上面有很多像梳子一样排列的栉状刚毛。

湖泊边的“巨蚤袭兵队”

据研究,1.65亿年前,道虎沟空气湿热,中间是一个大湖泊,四周森林环绕。鸟儿在这里栖息,恐龙渐成霸主,而哺乳动物也在此生活。看似平和的动物世界中,却有一只偷袭兵防不胜防,这便是“吸血大军”——巨型跳蚤。

通过跳蚤的身体细节,专家推测它们的“进攻方式”和“谋生手段”。黄迪颖说,它们有着刺吸式的口器,与一些中生代吸食植物汁液的“长翅目”非常相似。而它们的脚上有着很多栉状的刚毛,胸部和腹部发育着大量的向后的鬃毛说明它们的寄主是体表带毛的脊椎动物。

这些跳蚤有可能寄生在道虎沟动物群的哺乳动物身上,但当时的哺乳动物体型均很小,两厘米高的“偷袭兵”很容易被发现,所以它们可能隐藏在寄主的巢穴中择机吸吮血液,类似于现代一种蝙蝠的寄生虫的生活方式。另一种可能就是吸食“巨型动物”,巨型跳蚤的口器又尖又长,可以轻易穿透恐龙的皮肤。还有一种推测是,它们寄生于不同的动物身上,因为此前俄罗斯发现一例早白垩世外形奇异的昆虫化石“saurophthirus”,这曾经被认为是一种翼龙体表的寄生虫,所以中生代的翼龙估计也被这群袭兵打劫过。

显微镜下的现代跳蚤(平均身长1-3毫米),身体侧扁,且腿部发达。

“这次发现只是一个开始”

2008年第一块跳蚤化石刚被发现时,黄迪颖就将这个惊人的消息告诉了他的朋友——美国堪萨斯州大学的古生物学家米歇尔·恩格(Michael·Engel), 随着研究的深入,他们的团队又纳入了其他三位新成员——法国国家自然历史博物馆的古生物学家André Nel和黄迪颖的两名研究生,蔡晨阳和吴灏。

黄迪颖接受早报记者采访时表示,发现中生代的跳蚤,不过是研究的开始,他和研究团队在接下来的时间里还有很多东西需要探究,包括为跳蚤命名、跳蚤的形态学以及寄主研究等等,起码还需要两年的时间。而年底,他本人也将到澳大利亚,参与研究颇具争议的早白垩世跳蚤“Tarwinia”。

据黄迪颖介绍,“巨蚤”有着刺吸式的口器,与一些中生代吸食植物汁液的“长翅目”非常相似。随着进化的继续,为了减少在毛发中运动的阻力,跳蚤变得越来越小,体型也变成了侧扁型,渐渐地,足部可以跳跃。


东方早报 杜方舒





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