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　　在距今約2.5億年前的二疊紀(jì)末，地球曾經(jīng)出現(xiàn)過一次生物滅絕事件，90%的物種滅絕。進(jìn)入三疊紀(jì)，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，脊椎動物類群異常繁盛，植物和昆蟲同樣經(jīng)歷了重要的發(fā)展。“由于早、中三疊世昆蟲化石極度稀缺，我們對于三疊紀(jì)昆蟲復(fù)蘇這一重要事件的認(rèn)識嚴(yán)重不足?！敝袊茖W(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）研究員王博告訴《中國科學(xué)報》記者。
　　近日，南京古生物所的科研團(tuán)隊對位于陜西和新疆的兩個三疊紀(jì)昆蟲化石群開展了深入研究，發(fā)現(xiàn)國外學(xué)者提出的“中生代湖泊革命”應(yīng)提前至少5000年；證實全變態(tài)昆蟲大輻射出現(xiàn)于中三疊世，比之前的推算時間提前了2000萬年；還確定了精確陸相地層年齡，為生物群演化提供了標(biāo)尺。相關(guān)研究成果于9月5日在線發(fā)表于美國《科學(xué)》雜志子刊《科學(xué)進(jìn)展》。
　　全變態(tài)昆蟲何時出現(xiàn)
　　昆蟲經(jīng)過受精卵、幼蟲、蛹、成蟲四個形態(tài)完全不同的發(fā)育階段的生活史，叫作全變態(tài)，比如蚊子、蒼蠅、蝴蝶、蜜蜂、甲蟲等。王博告訴記者：“現(xiàn)生全變態(tài)昆蟲在昆蟲中占據(jù)最大比例和多樣性，所以全變態(tài)昆蟲什么時候繁盛也暗示了現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的誕生。”那么這些全變態(tài)昆蟲是從何時開始出現(xiàn)在地球上的呢？
　　大約4億年前，地球上出現(xiàn)了第一只昆蟲；大約3億年前，地球上開始出現(xiàn)全變態(tài)昆蟲，但種類很少。進(jìn)入三疊紀(jì)，海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)迅速發(fā)展，是現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)起源的第一步，因而被稱作“現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的黎明”?！按藭r期，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，脊椎動物類群異常繁盛，而植物和昆蟲同樣經(jīng)歷了重要的發(fā)展?！蓖醪┱f。
　　南京古生物所科研團(tuán)隊通過研究陜西和新疆的兩個三疊紀(jì)昆蟲化石群后，不僅發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)生昆蟲的最早化石記錄，也為同時期昆蟲群對比提供了時代參考。
　　其中，科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)陜西銅川和新疆克拉瑪依昆蟲群中全變態(tài)昆蟲的數(shù)量眾多、種類豐富。團(tuán)隊用近十年的時間，采集了大量的昆蟲化石標(biāo)本，找到了距今約2.37億年的昆蟲化石，并證實了全變態(tài)昆蟲和水生昆蟲在約2.37億年前的三疊紀(jì)中、晚期經(jīng)歷了快速輻射和多樣化。這里的快速輻射是指多種類生物在短時間內(nèi)出現(xiàn)并急速增加。
　　王博告訴《中國科學(xué)報》記者：“我們通過對昆蟲化石層的放射性同位素年代學(xué)和生物地層學(xué)年代限定，以及昆蟲群面貌研究，提出了三疊紀(jì)中、晚期昆蟲大輻射這一演化事件。這比之前科學(xué)家們推算的時間往前推了2000萬年?！?br/>　　十年科考路
　　十年來，南京古生物所研究員張海春帶領(lǐng)“現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)起源與早期演化”團(tuán)隊，對西北地區(qū)三疊系地層開展了詳細(xì)的考察工作。在陜西和新疆兩個化石產(chǎn)地，迄今團(tuán)隊已采集了近千枚昆蟲化石。
　　近期，該團(tuán)隊成員鄭大燃、王博等與香港大學(xué)、長慶油田等科研人員合作，對陜西中三疊世晚期銅川昆蟲群和新疆晚三疊世早期克拉瑪依昆蟲群進(jìn)行了研究。
　　“我上周日剛從新疆回來?！蓖醪└嬖V記者，“我們的采集點距離克拉瑪依20多公里，需要穿過戈壁灘，沿途幾乎荒無人煙，還沒有手機(jī)信號，科考途中偶爾會發(fā)生‘丟人’事件。”王博自己就曾經(jīng)在穿越山溝的時候，因為臨時要回車上取補(bǔ)給，結(jié)果發(fā)現(xiàn)車不在了，原來司機(jī)已經(jīng)開去終點等待，幸虧同行人員擔(dān)心他走丟而選擇在原地等待。
　　雖然采集的過程比較艱苦，但看著滿滿的化石還是頗有收獲。王博說：“分析采集到的化石，我們發(fā)現(xiàn)銅川昆蟲群包含至少11目28科，是世界范圍內(nèi)三疊紀(jì)最豐富的昆蟲群之一?！痹摾ハx群擁有超過14個科的全變態(tài)昆蟲，占所有昆蟲化石的約65%。
　　科研團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，三疊紀(jì)的鞘翅目化石大多僅保存了鞘翅，而銅川昆蟲群中保存了大量身體完好的甲蟲。另外，在兩個昆蟲群中都發(fā)現(xiàn)了毛翅目幼蟲構(gòu)筑的巢穴——石蠶巢。團(tuán)隊采集的克拉瑪依昆蟲群包含6目10科，其中以石蠶巢和劃蝽為代表。王博向記者展示了石蠶巢化石：“石蠶巢”大小只有幾毫米，需要用放大鏡才能觀察清楚。
　　毛翅目是鱗翅目的姊妹類群，鱗翅目最早記錄是來自三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)界線地層，而毛翅目最早記錄來自西伯利亞早侏羅世的石蠶巢化石。銅川和克拉瑪依昆蟲群中發(fā)現(xiàn)的石蠶巢化石則將毛翅目的起源和筑巢行為追溯到了三疊紀(jì)拉丁期。
　　此外，兩個昆蟲群都擁有多樣性最高的全變態(tài)昆蟲，以長翅目和鞘翅目為代表。前人的研究顯示，全變態(tài)昆蟲在石炭紀(jì)早期已經(jīng)出現(xiàn)，并在早、中三疊世多樣化，但它們直到中生代中期才在全球占據(jù)主導(dǎo)地位。
　　王博還告訴記者，含化石層位也是長慶油田和克拉瑪依油田的重要產(chǎn)油層，團(tuán)隊采用的同位素年代學(xué)和生物地層學(xué)的研究結(jié)果，也為油氣資源勘探提供了新的定年和化石證據(jù)。
　　現(xiàn)代湖泊如何起源
　　作為現(xiàn)今地球上生物多樣性最高的生態(tài)環(huán)境之一，湖泊可以說是眾多水生動植物的“快樂家園”。然而，在3億多年前的湖泊中，這樣生機(jī)勃勃的場景卻并不存在。尤其是在2.5億年前的二疊紀(jì)大滅絕之后，整個陸地生態(tài)系統(tǒng)中，75%的生物受到了毀滅性打擊。由于氣候干旱，當(dāng)時的湖泊更是稀少，僅有的湖泊中，也只有少數(shù)幾種生物生存。
　　直到一場“中生代湖泊革命”的到來，湖泊才開始逐漸擁有了“生機(jī)”。2003年，亞利桑那大學(xué)教授Andrew Cohen在他的專著《古湖泊學(xué)》中首次提出，可能是在侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)，存在著一次“中生代湖泊革命”，從而形成了現(xiàn)代湖泊生態(tài)系統(tǒng)的雛形。
　　王博指出，學(xué)界一直存在這樣的疑問，如何考證湖泊生態(tài)革命真的是從侏羅紀(jì)才開始的？南京古生物所科研團(tuán)隊通過采集研究兩個三疊紀(jì)地層中的昆蟲化石群，發(fā)現(xiàn)一些重要的水生全變態(tài)昆蟲可以追溯到中三疊世。
　　比如，克拉瑪依昆蟲群中發(fā)現(xiàn)的大量劃蝽也是最早的水生蝽類。這些多樣的水生昆蟲屬于“中生代湖泊革命”的一部分，南京古生物所團(tuán)隊的研究表明水生昆蟲的多樣化在中三疊世晚期已經(jīng)出現(xiàn)，為淡水生態(tài)系統(tǒng)的早期演化提供了新的視角：“中生代湖泊革命”在三疊紀(jì)就已經(jīng)開始。
　　相關(guān)論文信息：DOI:10.1126/sciadv.aat1380
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2018-09-10 第6版 院所)