


昆蟲是世界上物種最多、分布最廣的動物,幾乎占據了陸地生態系統的每個角落。約4.8億年前的奧陶紀,昆蟲的祖先成功從海洋登上陸地,并在陸地上分化出高度多樣化的類群。但是,你知道嗎,有極少數的昆蟲后來又選擇了一條艱辛的道路——重回海洋。海蝽科昆蟲就是其中的佼佼者。
種類稀少的海蝽科昆蟲
海蝽科,屬昆蟲綱半翅目,是昆蟲綱中罕見的嚴格海生類群,一生只生活在海洋中,主要分布于太平洋和印度洋的熱帶海域。海蝽科昆蟲種類稀少,目前全世界已知該科昆蟲共13種。2019年,中國科研人員于海南省三沙市西沙群島的羚羊礁海域發現了一種新的海蝽科昆蟲,將其命名為“羚羊礁海蝽”。
海蝽科昆蟲的成蟲,蟲體只有3~4毫米長,無翅,多為黑色,體表布滿了白色的拒水毛(可以使蟲體免遭打濕,還能夠幫它們保持水分)。它們大多以捕食小型的節肢動物為生,如其他海生蝽類昆蟲(海蝽科、黽蝽科、寬肩蝽科等)、彈尾蟲(小型無翅昆蟲,俗稱“跳蟲”,受驚時會釋放身體后部的一個小器官,彈到空中)、鉤蝦、甲蟲等。
雖然蟲體只有幾毫米,研究人員卻有辨別雌、雄海蝽科昆蟲的辦法。從外觀來看,雄性個體通常更大一些,部分個體還有非常強壯且帶刺的前足;雌性個體雖然小,前足也沒有進化出特別的結構和功能,但是背部有一個倒“Y”形圖案。
珊瑚礁海域的滑行者
海蝽科昆蟲的生命活動與珊瑚礁息息相關,因此也被稱作“珊瑚礁海域的滑行者”。落潮時,它們快速穿梭在珊瑚礁的縫隙中,或停留在海面漂浮物上小憩,末齡若蟲(不完全變態類昆蟲的幼期,身體部分器官尚未完全發育)和成蟲甚至可以到離潮間帶很遠的地方玩耍、覓食、尋找伴侶;漲潮時,它們便躲進珊瑚礁的縫隙中,用縫隙中困住的空氣呼吸。
三疊紀末期,火山的高強度、大面積噴發,引發了三疊紀末期生物大滅絕,整個地球長期處于火山噴發帶來的巨大生態災難之中。珊瑚礁系統也遭受了沉重的打擊,其恢復過程可能一直持續到侏羅紀中期。
近期,科研人員在對海蝽科昆蟲的基因組進行研究后發現,在約1.92億年前的侏羅紀早期,海蝽科昆蟲的祖先便克服恐懼,慢慢地掌握了海洋的潮汐規律,適應了海邊嚴峻的生存環境。
數億年前的進化秘密
在與海蝽科昆蟲親緣關系很近的其他蝽類昆蟲中,有一些類群也分別適應了入海口、紅樹林、潮間帶、開闊洋面等不同的海洋生境(生物所生存的空間范圍與環境條件的總和),各自走完了重返海洋的探險之路。但是,與這些昆蟲相比,海蝽科昆蟲的起源更早,很可能是最早成功回到典型海洋環境生活的“勇士”。
為適應海洋環境,海蝽科昆蟲做了許多努力。它們將若蟲的齡期(相鄰兩次蛻皮之間所經歷的時間)從5 個減至4 個,為了躲避捕食者的追捕,又采用更加精細、靈巧的運動方式。除了習性、生活周期、運動方式等,科研人員對其基因組研究發現,它們的很多調控生命活動的基因數量都出現了顯著減少,如有關蛻皮周期和飛翔的基因——這些改變恰巧與其若蟲齡期減少和無翅的特征相對應。
此外,在它們的腸道內,還存在著許多微生物。它們與這些微生物在脂肪酸合成、降解等多種代謝途徑中互幫互助、高度互補,這種關系在其適應嚴峻的海洋生存環境中發揮了非常重要的作用。
盡管海蝽科昆蟲為生存如此努力,適合它們生存的生境依然非常狹窄,有些物種僅分布在一個孤立的島嶼之上,即使在臨近的島嶼也難以發現蹤跡。這意味著它們的生存環境較為脆弱,小范圍內的棲息地若被破壞,都會面臨滅絕的風險。
海蝽科昆蟲的分布與海洋洋流的循環關系十分緊密,對其進行研究,能夠發現海洋生物地理的演化規律。另外,它們的存在對生態環境有非常重要的指示作用。因此,只有保護好海洋環境,維護海洋生物賴以生存的家園,才能讓更多的海生昆蟲出現在大家面前。
海浪、鹽分、滲透壓、無植物……多年來,科研人員用各種原因解釋昆蟲為什么不愿涉足海洋,但是在海洋中,依然有小小的昆蟲游弋著,體內藏著數億年間進化的秘密。
文章來源:《知識就是力量》
(責任編輯:嵇刊)