黎巴嫩琥珀中發現已知最古老的蚊子

[本刊訊] 由中國科學院南京地質古生物研究所黎巴嫩籍研究員丹尼·阿扎領銜的一項最新研究成果：在距今約1.25億年前的黎巴嫩琥珀中發現已知最古老的蚊子化石，并證明在蚊科演化的早期階段，雄性蚊子也是吸血的，昆蟲的早期吸血行為比我們想象的更為復雜。成果于2023年12月4日，在線發表于《當代生物學》（Current Biology）上。

迄今已知最古老的琥珀發現于美國石炭紀晚期的地層中。在意大利的三疊紀地層中也發現了琥珀，里面包裹了螨蟲和雙翅目昆蟲，這是已知最古老的含生物體的琥珀。泰國的侏羅紀地層中也發現了琥珀，里面包裹了硅藻等生物體。

黎巴嫩琥珀共有兩大類，分別發現于白堊紀地層和侏羅紀地層，目前的研究集中于白堊紀琥珀，它們采自絕大多數的琥珀地點。這些琥珀大多保存于白堊紀的海相或海陸交互相砂巖中。由于同層還保存了很多微體古生物化石，以及菊石等海洋生物化石，因此黎巴嫩白堊紀琥珀的生物地層時代是比較明確的，為巴列姆期早期，距今約1.25億年。黎巴嫩琥珀中保存了大量昆蟲以及蛛形類、多足類等節肢動物，還有植物、真菌等包裹體，代表了目前已知最古老的復雜琥珀生物群。

昆蟲的吸血行為，一般被認為是其從刺吸式口器取食植物汁液的行為演變而來的。例如，吸血跳蚤很可能起源于以植物汁液為食的長翅目昆蟲。但吸血行為的演化歷程一直很難知曉，主要原因是中間型昆蟲化石記錄的空白和化石細節保存的限制。

蚊子是一種臭名昭著的吸血昆蟲，它們中的一部分種類吸食人類或動物的血液，并傳播病毒、線蟲、原蟲等多種病原體，每年可導致數十萬人死亡。現今的蚊科，已知約有3600種蚊子，但人類對它們的起源和早期演化了解得卻極為有限。

本研究成果來自對2塊保存了精美雄性蚊子的琥珀，該琥珀產于黎巴嫩哈瑪納鎮附近，發現于約15年前。對琥珀昆蟲的發現和辨認是一個復雜煩瑣的過程，需要對其進行切割、打磨、拋光，再在顯微鏡下細致觀察、辨認。2023年3月，丹尼·阿扎入職中國科學院南京地質古生物研究所后，運用激光共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡等儀器仔細觀察，發現這兩只雄蚊均保存了特有的刺吸式口器：包括呈三角形的邊緣發育小齒的下顎，以及延長的具有齒狀構造的內顎葉等。而現今一些雌蚊具有刺吸式口器用于吸血，雄蚊口器退化不進食，或取食花露、真菌等。此次發現的雄蚊具有刺吸式口器，揭示1.25億年前的雄蚊也是吸血昆蟲。

這次新發現的蚊子被命名為中間型黎巴嫩蚊（Libanoculex intermedius），歸入一個新亞科（Libanoculicinae），置于現代的蚊科（Culicidae）內。這個新發現的蚊子具有一些中間型特征，雖有典型的吸血型口器，但不如現代蚊類的吸血口器發達。

雖然分子生物學研究顯示，蚊科起源于近2億年前的侏羅紀初期（也有認為起源于三疊紀晚期，距今約2.2億年），但蚊科最早的化石記錄來自距今約1億年前的白堊紀中期緬甸琥珀。此次發現中間型黎巴嫩蚊將蚊科的化石記錄提前了約2500萬年。

該研究深度揭示了昆蟲的早期吸血行為比想象的更為復雜。黎巴嫩琥珀昆蟲的生存時代是地球陸地生態系統演化的一個關鍵時期。距今1.25億～0.8億年前發生了重要的白堊紀陸地革命事件。被子植物取代裸子植物成為地球陸地生態系統的主宰。被子植物的大輻射也造成訪花昆蟲的輻射演化，并促進了哺乳動物、有鱗類爬行動物等的崛起。而黎巴嫩琥珀正好處于被子植物輻射演化的初期階段。科學家認為，在被子植物占據生態系統統治地位之前，可能有更多的昆蟲是吸血的，它們靠吸食脊椎動物的血液獲取更高的能量和營養。它們吸血的對象是脊椎動物，很可能是那些具有毛發的哺乳動物、翼龍，或者帶羽毛的恐龍。但吸血行為必然具有一定的危險性，會招致這些脊椎動物的反抗。因此，在被子植物大量出現后，對能量需求不高的雄性蚊子，可能就開始轉而取食被子植物的花露等，那樣更加安全而高效。

（黃迪穎）