1億年前昆蟲界的“偽裝者”

姜雪瑩 許春鵬 楊定華

與其他動物相比，昆蟲往往個體較小，屬于弱勢群體，但卻是動物界中多樣性最高的群體。究其原因，它們種種出色的“偽裝術”功不可沒。讓我們一起探尋1億年前的昆蟲是如何偽裝自己的吧。

?覆物偽裝的蟾蝽與它的獵物——擬葉蚤螻生態復原圖。灰色為蟾蝽，綠色為擬葉蚤螻（繪圖/楊定華）

在漫長的地質歷史中，各種生物是如何一步步從最初的“一窮二白”演變至今天的“紛繁復雜”呢？生物化石為我們探索生命演化的奧秘提供了重要線索。素有“時空膠囊”之稱的琥珀，保存了生物在地質歷史中的演化片段，是探尋遠古強有力的工具。

科學家在緬甸北部發現了距今約1億年的琥珀生物群。該琥珀生物群因其古老的年齡和較高的生物多樣性聞名于世，被譽為世界四大琥珀生物群之一。

緬甸琥珀挖掘現場

緬甸琥珀是科學家探索1億年前白堊紀時期熱帶雨林生態系統的重要窗口，包含了各類節肢動物演化的諸多關鍵信息。而本文的主角——1億年前的“偽裝者”便隱藏其中。

作為生物界有名的“偽裝大師”，昆蟲演化出了多種多樣的偽裝技能，它們憑借這些技能與天敵和獵物斗智斗勇，得以在自然界更好地生存。例如擬態行為和覆物偽裝行為——前者指的是模擬生活環境中的其他生物以及無機物來隱蔽自己，后者指的是利用環境中的各種材料遮蓋自己達到偽裝的效果。這些高超的偽裝術，不僅能幫助它們躲避天敵，還能讓它們成為捕獵高手。

在距今約1億年前的緬甸琥珀中，科學家先后發現了多例昆蟲界的“偽裝者”。例如：擬態植物的直翅目昆蟲蚤螻（命名為擬葉蚤螻），覆物偽裝的嚙蟲目昆蟲以及覆物偽裝的半翅目蟾蝽科昆蟲。

從形態上觀察，本文的主角——擬葉蚤螻與同時期苔類和卷柏類植物展現出了極高的相似性，例如：中足腿節與脛節折疊后，與卷柏類植物的小葉極度相似;后足腿節異常膨大，與卷柏類等植物的葉片極其相似;擬葉蚤螻與同時期苔類和卷柏類植物在尺寸上也尤為接近。

同時，研究人員觀察到蟾蝽科昆蟲的背上覆蓋有大量的碎屑物，包括土壤顆粒、砂礫和植物碎屑等。并且在這類昆蟲的背部發現有大量短小的剛毛，這類昆蟲極有可能利用這些剛毛將碎屑物質粘在其背上。

模擬植物葉片可以讓擬葉蚤螻更有效地躲避天敵蟾蝽的猛烈追捕，而蟾蝽覆物偽裝則可以讓其騙過自己的獵物。原來早在1億年前，大自然中已經上演了“無間道”。

以往，研究人員大多借助顯微鏡等工具來探究昆蟲偽裝本領的起源以及演化。但用肉眼觀察分析昆蟲的擬態行為，無形中會加入研究者的主觀判斷。在最新的研究中，來自中國科學院南京地質古生物研究所的科研人員，使用了一種新的工具——孿生神經網絡，來對地質歷史時期的擬態行為進行定量化分析。

孿生神經網絡是近年來新發展的人工智能分析技術，被廣泛應用于圖像相似度衡量。這項技術可以提取肉眼無法觀察到的多維信息，對不同圖像之間的相似距離進行定量化計算，從而客觀地判斷不同圖像之間的相似性。聽起來是不是很像找不同的游戲？有了這個新工具的助力，在面對大量標本的篩選時，研究人員可以輕松不少。

小小昆蟲早在1億年前就知道為了生存偽裝自己、保護自己。科研人員通過各種先進的技術和手段，讓我們有機會走近它們、了解它們，以另一種形式聽聽它們的故事。而隨著科技的飛速發展，今后我們一定會聽到更多關于過去的故事。

?擬葉蚤螻（b：整體圖;d：中足腿節與脛節;f：后足腿節）與卷柏類植物（a、c：整體圖;e：小葉;g：葉片）

?這是昆蟲在琥珀里真實的樣子。覆物偽裝行為的嚙蟲目（a-f）與半翅目蟾蝽科（g，h）昆蟲

琥珀，是樹脂被深埋于地下，經過化學變化后形成的一種有機樹脂化石，其中經常可見氣泡及昆蟲或植物碎屑。

從寒武紀生命大爆發開始，節肢動物便是地球上最成功的動物之一。蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛等都屬于節肢動物。該門類占據了當今動物界大約80%的物種多樣性。以緬甸琥珀為例，截至目前，緬甸琥珀中共發現至少47個綱117個目597個科1574個物種，其中保存種類最多的就是節肢動物，至少有1463種。