侏罗纪的掠食性鸟类可能推动了蝉的进化数百万年

研究人员计算了 80 多种古代蝉的飞行能力，以分析它们随时间的演变。

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新的研究表明，食肉鸟类的出现可能刺激了蝉飞行能力的快速进化。

根据周五（10 月 25 日）发表在《科学》杂志上的这项研究，这些昆虫的身体和翅膀形状在 1.6 亿年的时间里发生了巨大的变化，同时鸟类开始作为空中捕食者主宰天空。进步。

该研究分析了中生代（2.52 亿至 6600 万年前）Dunstaniidae 和 Palaeontinidae 科巨蝉的变化。他们发现，与距今 6000 万年前的侏罗纪晚期的祖先相比，白垩纪早期的蝉可能速度快了 39%，飞行肌肉质量也增加了 19% 。

研究表明，鸟类的捕食推动了进化“空中竞赛”的快速发展，最终导致蝉与现代物种更加相似。

总的来说，这项研究旨在揭示翅膀的进化。翅膀已经独立进化了四次：昆虫、被称为翼龙的飞行爬行动物、鸟类和其他有翅膀的恐龙以及蝙蝠。但这些特征的演变很难研究。中国科学院南京地质古生物研究所的古生物学家徐春鹏说，翅膀通常不能很好地形成化石，“计算已灭绝昆虫的飞行能力确实具有挑战性”。该研究的作者在一封电子邮件中告诉《生活科学》。

但古代巨型蝉提供了一个解决方案。中生代晚期的化石记录中有超过 80 种有据可查的巨型蝉物种。它们保存完好的大翅膀——其中一些翅膀跨度近 6 英寸（15 厘米）——使它们成为研究翅膀进化的完美选择。

在这项新研究中，该团队分析了每个物种，绘制了机翼上 300 个数据点的地图，以跟踪随时间的变化。他们得出的结论是，巨型蝉的身体和翅膀形状的进化有助于它们成为更快、更高效的飞行者。研究人员表示，6000万年来，更长、更细的翅膀和飞行肌肉质量的增加帮助蝉飞得更快。

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但这种演变必须受到某种外部力量的推动。 “大多数早起的鸟类可能定期甚至完全以昆虫为食，”徐说。 “它们像麻雀一样小，下颌短，有齿，嘴巴张得很大，非常适合捕捉树上的昆虫。”

研究表明，大约 1.5 亿年前，能够在飞行中捕捉昆虫的鸟类的出现可能导致蝉迅速进化出适应能力，以智取新的捕食者。

这项工作“非常非常酷”，加州大学洛杉矶分校的古生物学家迈克尔·哈比卜（Michael Habib）告诉《生活科学》杂志，他并没有参与这项研究。但他警告说，尽管关于提高飞行速度的研究很充分，但他不太相信蝉也变得更加机动。 “快的东西往往不擅长急转弯，”他指出。

然而，哈比卜赞扬了作者在如此复杂的计算方面的尝试。 “对化石动物的空气动力学进行建模很困难，”他说。 “它要求你真正、真正理解这些动物的材料、解剖结构和流动之间的关系……这在机器人技术等领域有很多用处。”