体表特化的鳞片结构让癞蟋科成为直翅目中极具特殊性的昆虫类群,其鳞片的起源与演化机制,以及早期类群的生态适应特征,长期以来因缺乏关键化石证据难以定论。鳞片是否由原始刚毛演化而来、这一形态创新如何推动类群发展,始终是直翅目演化研究中的重要问题。
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近期,四川农业大学顾俊杰教授团队联合陕西师范大学、首都师范大学等单位,通过对缅甸琥珀中癞蟋科化石的系统研究,首次明确了癞蟋鳞片与刚毛的同源性,阐明了其“由刚毛至鳞片”的演化路径。该项研究成果发表于英国《皇家学会会刊—B辑》(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences),为直翅目昆虫形态创新与生态适应研究提供了全新的化石证据和理论视角。
图1:Angustisquama bicoloratah 和 Birmanimogoplistes acutifolius 足部鳞片。
研究团队在白垩纪中期缅甸琥珀中发现并研究了四种癞蟋新属种,运用时间校准系统发育树构建、性状祖先状态重建、形态空间分析等多种研究手段,证实癞蟋亚科的鳞片结构由原始刚毛经扁平化和结构修饰逐步演化而来,且这一形态创新在白垩纪中期已趋成熟。
图2:(A)癞蟋科的时间校准系统发育树;(B)癞蟋科体表覆盖物性状的祖先状态重建。(C)离散性状的系统发育形态空间图,包含祖先节点。(D)主成分分析(PCoA)轴 1-2 上的关键特征投影(Yuan et al. 2026)。
研究同时提出“形态创新在前,辐射在后”的演化轨迹,证实鳞片这一形态特征的出现,成为癞蟋科后续生态多样化和类群辐射的主要驱动力,为解析直翅目昆虫的形态演化规律,提供了坚实的形态学与系统发育学证据。这一发现填补了癞蟋科鳞片起源研究的化石空白,揭示了该类群关键形态特征的演化历程。结合现生癞蟋科类群的形态特征与化石证据的对比分析,该研究极大丰富了人们对直翅目昆虫体表覆盖物演化的理解,也为探索中生代昆虫与环境的协同演化关系提供了新的线索。随着更多琥珀化石的发现与研究,将进一步推动对直翅目昆虫演化机制的深入解析。
本项研究得到了国家自然科学基金。
论文相关信息:
Yuan, W., et al. (2026). From setae to scales: Burmese amber fossils reveal the Early Cretaceous innovation of body coverings in scaly crickets. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
https://doi.org/10.1098/rspb.2025.3077
袁伟,四川农业大学硕士研究生毕业,现陕西师范大学博士生。主要从事蟋蟀次目及蝗科昆虫的系统发育与演化研究。在《Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences》、《Systematic Entomology》、《Insects》、《Zootaxa》等期刊发表论文18篇 。
顾俊杰,四川农业大学教授,博士生导师,中国昆虫学会直翅类专业委员会、古昆虫专业委员会委员,四川省昆虫学会理事。曾获中国昆虫学会第七届青年科学技术奖,主持国家自然科学基金等多项科研项目。从事直翅目昆虫系统分类、多样性演化研究。聚焦包含灭绝类群的螽亚目昆虫,开展整合分类、系统发育、物种形成与起源演化研究。首次重建并复原侏罗纪螽斯鸣声,揭示了中生代陆生生态系统复杂的声学生态背景;为蟋次目昆虫及地下生活行为适应的起源演化提供了新的认识;系统研究了四川直翅目物种多样性,并揭示了横断山脉特有螽斯的复杂演化动态。相关研究分别发表在《PNAS》、《Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences》等自然指数期刊,以及《Cladistics》、《Systematic Entomology》、《eLife》、《Journal of Systematics and Evolution》、《Journal of Systematic Palaeontology》等Top期刊。担任ZooKeys、Biodiversity Data Journal等国际期刊的Subject Editor。
英国皇家学会出版社
The Royal Society Publishing