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首都师范大学发现并复原了侏罗纪螽斯的鸣叫声
2012-02-10 中国教育网

  中国教育网讯:2012年2月6日《美国科学院院报》Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)在线发表了首都师范大学生命科学学院“昆虫演化与环境变迁”重点实验室的最新研究成果——Wing stridulation in a Jurassic katydid (Insecta, Orthoptera) produced low-pitched musical calls to attract females(侏罗纪螽斯翅的摩擦发出低频鸣声吸引雌性昆虫)  。此论文是首都师范大学顾俊杰博士生在任东教授的指导下、与英国布里斯托大学生物力学家和美国堪萨斯大学昆虫学家合作的成果。他们发现并复原了一种来自一亿六千五百万年前的螽斯(悦耳古鸣螽-Archaboilus musicus)的鸣叫声。它很可能是最早的可以发出纯音的昆虫(图1, 2),同时也是目前最早的关于远古生物鸣声物理特征的重建,使人们可以穿越时空聆听来自侏罗纪森林夜空的悦耳鸣声(音频资料请连接:)。该成果为研究早期昆虫声学、行为学和生态学等方面取得了突破进展。

  >>>原文链接:Wing stridulation in a Jurassic katydid (Insecta, Orthoptera) produced low-pitched musical calls to attract females

  >>>相关阅读:罗纪螽斯翅的摩擦发出低频鸣声吸引雌性昆虫音频资料 

 《美国科学院院报》(PNAS)与英国的“自然”、美国的“科学”一起,为世界自然科学综合类的三个顶级刊物之一,具有百年的历史。这是首师大首次由在读研究生为第一作者、首都师范大学为第一单位在该杂志上发表论文。

  直翅目昆虫,如螽斯通常通过前翅的相互摩擦发出鸣叫声进行通讯、吸引异性。由于昆虫化石保存的不完整性,目前对早期昆虫发声的起源、以及发音类型仍不清楚。任东教授研究团队在中侏罗世道虎沟地层首次发现了一块极为珍贵的雄性螽斯标本。它的左右翅对称且保存有清晰的发音器官——音锉(图 1:见附件)且其音齿的结构及排列也清晰可见。作者根据此结构,并借助现生螽斯的形态及系统发育关系数据,通过软件分析推测该物种已经可以发出纯音的鸣叫声,频率为6.4kHz,脉冲组持续时间16毫秒(图 3:见附件)。另外作者在研究中还发现,该物种可能与大多能发出纯音鸣叫声的蟋蟀类似,通常在夜间鸣叫,吸引雌性交配;且很可能已经适应在开阔的环境中进行长距离的通讯。

  该论文的责任作者任东教授指出:“这块化石标本并不精美,但却弥足珍贵,让我们第一次有机会去了解昆虫在侏罗纪的森林里是如何奏响这美丽的乐章”。布里斯托大学Daniel教授也强调:“这一发现表明在侏罗纪时期,原始的螽斯、蛙类和一些哺乳类的叫声已经构成了一个喧闹的生态系统”。

  顾俊杰博士生所取得的科研成果标志着我国高校研究生科研水平已迈上新的台阶,反应了多学科、多手段解决科学问题的重要性和创新性,代表着首师大学者在昆虫演化领域的研究已达到国际一流水平。

图1. 悦耳古鸣螽(Archaboilus musicus)化石及音锉线条图

图2. 悦耳古鸣螽发声复原图

图3. 悦耳古鸣螽发音频率推测(A)及时域波形图(B)

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