行為

白堊紀(jì)琥珀中的昆蟲偽裝行為

在漫長的地質(zhì)歷史中，為了生存和繁衍昆蟲演化出不同的偽裝術(shù)，例如擬態(tài)、保護(hù)色。其中，極少數(shù)昆蟲可以主動利用環(huán)境中的各種材料遮蓋體軀，達(dá)到偽裝效果（覆物行為）。覆物行為是昆蟲偽裝術(shù)中最奇特、最復(fù)雜的一類，需要昆蟲同時具有辨別、采集、攜帶材料的能力以及相關(guān)的形態(tài)學(xué)適應(yīng)。近期，研究者在1億年前的緬甸、法國和黎巴嫩琥珀中發(fā)現(xiàn)了大量證據(jù)，表明在有花植物大輻射之前已有至少3大類昆蟲獨(dú)立演化出覆物行為。研究者對超過30萬件蟲珀標(biāo)本進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，先后發(fā)現(xiàn)了39枚偽裝昆蟲。這些昆蟲分別是已知最古老的草蛉幼蟲、蟻蛉總科幼蟲（包括細(xì)蛉幼蟲、蝶角蛉幼蟲）和獵蝽。盡管這三大類昆蟲都具有相似的偽裝行為，但它們采取了不同的演化路線，各自獨(dú)立演化出一套特化的采集行為和形態(tài)結(jié)構(gòu)，代表了一個典型的行為趨同演化的范例，也表明該偽裝行為具有高度的演化可塑性。研究結(jié)果為脈翅目和半翅目昆蟲的早期生態(tài)演化提供了新見解，也為重建白堊紀(jì)古環(huán)境以及昆蟲-植物之間生態(tài)關(guān)系提供了新線索。該研究涉及的草蛉幼蟲包括來自緬甸和黎巴嫩琥珀的4個形態(tài)種類，它們都具有一些現(xiàn)今未知的形態(tài)特化：其身上具有許多特化的長刺，每根長刺上又排列一些小刺，用于盛裝偽裝物；與現(xiàn)生類群類似，它們可用大鄂鏟取偽裝材料，然后向后揚(yáng)在背上。緬甸和法國琥珀中帶偽裝的蟻蛉總科幼蟲包括6個形態(tài)種類，分別隸屬于兩個科（細(xì)蛉科和蝶角蛉科）。它們頭部和背部具有一層軟毛，適合粘附偽裝物；它們利用前足附節(jié)粘附偽裝材料，揚(yáng)在頭部和背上。緬甸琥珀中帶偽裝的獵蝽幼蟲包括3個形態(tài)種類，它們身上具備大量帶鉤硬毛，可以鉤住偽裝物；它們利用后足粘附偽裝材料，揚(yáng)在頭部、背以及腿上。其中一枚具偽裝的獵蝽明顯屬于獵蝽科較進(jìn)步的類群，證明獵蝽的早期分化時間比先前分子系統(tǒng)學(xué)的結(jié)果要早得多。

該研究還分析了各種偽裝材料。其中一只草蛉幼蟲背負(fù)有兩個小型昆蟲軀體，可能是其取食后遺留的獵物，此種行為和幾類現(xiàn)生草蛉幼蟲類似，表明"披著羊皮的狼"的偽裝術(shù)在距今1億年前就已經(jīng)出現(xiàn)了。其他草蛉幼蟲主要利用木質(zhì)纖維和蕨類植物里白科的毛狀體，其中兩只幼蟲只背負(fù)了里白科的毛狀體。另外，該毛狀體也在緬甸蛉類幼蟲琥珀中作為伴生化石大量出現(xiàn)。白堊紀(jì)的里白科往往是野火事件后的先驅(qū)分子，表明當(dāng)時緬甸古森林很可能存在廣泛的野火事件。緬甸當(dāng)時較高的年均溫也是野火高頻率發(fā)生的促進(jìn)因素。而伴隨緬甸琥珀的往往有大量火山灰沉積，表明部分野火事件可能是由火山活動所導(dǎo)致的。緬甸琥珀中蟻蛉總科幼蟲利用砂粒、土壤塵粒、各類植物碎屑、碳化的植物莖稈碎片；獵蝽幼蟲利用土壤塵粒、各類植物碎屑。偽裝物分析結(jié)果表明這些昆蟲主要棲息于地面表層，這些偽裝物不僅減弱了蟲體與背景差異（視覺偽裝），可能也掩蓋了蟲體的氣味，提供了化學(xué)偽裝。該研究也首次發(fā)現(xiàn)蜘蛛捕食蝶角蛉幼蟲的化石，提供了已知最古老的蜘蛛捕食的直接證據(jù)。(ScienceAdvances2016，2:e1501918)

恐龍的叫聲

大多數(shù)鳥類發(fā)聲時是張著嘴的，但在鳥類很多不同的種類中，在領(lǐng)地或求愛宣示時卻是閉著嘴發(fā)聲的。閉嘴發(fā)聲可以產(chǎn)生低頻的共鳴，張嘴發(fā)聲則涵蓋更大的頻率范圍。近期，研究者分析了鳥類閉嘴發(fā)聲的功能和形態(tài)特征，以及在這一特征在鳥類和近親外類群中的分布，在208種鳥中找出52種能閉嘴發(fā)聲的鳥，結(jié)果顯示閉嘴發(fā)聲不是鳥類中的祖?zhèn)魈卣鳎邙B類中至少獨(dú)立起源了16次，特別是在體型較大的支系中尤為突出。鑒于此結(jié)果和非鳥類恐龍的體型演化趨勢相似，研究者提出至少一些已滅絕的非鳥類恐龍也具有閉嘴發(fā)聲的能力。與鳥類一樣，這種能力可能僅限于求偶時的聲音宣示。鳥兒閉嘴發(fā)出的聲音來自進(jìn)入食道中位于頸部的一個袋狀空間的氣流。研究者說，侏羅紀(jì)世界可能跟人們想的很不一樣，恐龍不但可能長著羽毛，還可能頸部鼓脹，閉著嘴發(fā)出低沉聲音。（Evolution2016,doi:10.1111/evo.12988）

哺乳動物祖先的夜視能力

雖然說，哺乳動物與恐龍類差不多起源于同一時期，但在中生代的大部分時間里，恐龍一直是陸地生態(tài)系統(tǒng)的霸主，哺乳動物只能在恐龍的陰影下營營茍生。但在強(qiáng)大的生存壓力之下，哺乳動物一直尋求突破。在侏羅紀(jì)時期，恐龍成為日間的捕食霸主后，早期哺乳動物忽然開始進(jìn)化，適應(yīng)夜間生活方式。但哺乳動物祖先是如何進(jìn)化出夜視功能以尋找食物和躲避捕食者的至今依然成謎。視錐細(xì)胞專門識別特定波長的光，以便動物辨別顏色，而視桿細(xì)胞則能感受微光。大多數(shù)哺乳動物的視網(wǎng)膜主要由視桿細(xì)胞組成，但魚類、青蛙和鳥類等的視錐細(xì)胞占多數(shù)。為了調(diào)查哺乳動物視桿細(xì)胞的起源，研究者分析了不同發(fā)育階段小鼠的視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在早期階段（小鼠出生2天后），視桿細(xì)胞表達(dá)的基因通常也存在于成熟的短波視錐細(xì)胞中（其他動物通常用這種細(xì)胞辨別紫外線）。分析了小鼠視錐細(xì)胞的表觀遺傳學(xué)后，研究者發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞在之后的發(fā)育中（小鼠出生10天后）被組蛋白和DNA甲基化抑制。研究者還分析了日間活動的斑馬魚，并將其與小鼠進(jìn)行了比較，以找出哺乳動物的這種視覺進(jìn)化是何時發(fā)生的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NRL調(diào)節(jié)基因在胎盤哺乳動物中變得更精確，并在若干非哺乳動物身上消失，而這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)的出現(xiàn)似乎與早期哺乳動物夜間活動習(xí)性的進(jìn)化相一致。這暗示，哺乳動物眼睛中對光線非常敏感的視桿細(xì)胞，是在恐龍時代由探測顏色的視錐細(xì)胞發(fā)育而來的，從而讓它們能在微光環(huán)境中看到周圍環(huán)境。（Developmental Cell 2016,37: 520-532）