缅甸琥珀特征研究论文

2016年3月6日星期二，中国科学家发现了为止世界上最为古老的琥珀矿石。研究显示，其年龄约在99个百万年（接近一亿年）左右。研究成果发表在《古老琥珀中的秘密在流失》国际学术期刊《科学》上。这种琥珀矿石发现并产自于缅甸，被称为“缅甸琥珀”。研究团队下一步集中对琥珀矿石中包含的一些特殊植物和昆虫开展详细研究，比如其中的生物类群的起源和演化，以及某些样品DNA的提取和基因组序列测定。

来自亿年前的恐龙时代

论文作者之一、美国中西大学兰德尔·尼达姆教授(R andall L. N ydam )介绍，缅甸晓蛇可以说是现在蛇类的祖先之一，“缅甸晓蛇的颅后骨骼显示与其他白垩纪冈瓦纳蛇类有极高的相似性，如阿根廷发现的、距今9000万年的狡蛇(N ajash)和恐蛇(D inilysia)。将缅甸晓蛇加入到早期蛇的系统发生分析中后发现，缅甸晓蛇位于冈瓦纳基干类群中，如狡蛇(N ajash)、恐蛇(D inilysia)和古裂口蛇(Sanajeh)及现代蛇(冠群)之间。”

另外，这两块琥珀中都含有昆虫、昆虫粪便和植物残留物，提供了当时的森林生态系统记录。邢立达介绍，它们都与缅甸著名的琥珀产区———缅甸北部克钦邦胡冈谷地所产琥珀一致，而此地琥珀中的火山灰测定出其地质年龄约为0 .99亿年。也就是说，这是两件0 .99亿年前的蛇类标本，那个时代正值中生代白垩纪，即恐龙时代之一。

科学家还发现了另一件蛇类标本——琥珀中的蛇皮。该标本代表了一只大型蛇类的蜕皮，鳞片呈菱形或圆菱形，鳞片间的表皮上有深线，能观察到圆形或环状的花纹。研究人员推测，这张蛇皮的主人体长可能达到60厘米至70厘米，是当时缅甸琥珀森林中的大型掠食者。

实际上，蛇的祖先可以追溯到更早的侏罗纪中期。但那时的化石比较破碎，提供的信息不多。到了缅甸晓蛇生活的晚白垩世早期(约1亿至9500万年)，蛇类已经有了全球性分布。南欧、非洲、北美、中东和南美都曾发现蛇类化石，但都是岩石中的化石，琥珀里的蛇类化石，这是第一次发现。

蛇的祖先可以追溯到侏罗纪中期。到了晚白垩世早期(距今约1亿至9500万年)，蛇类已经有了全球性分布，南欧、非洲、北美、中东和南美都曾发现过蛇类化石。“此次发现的标本有着明显的腹下椎骨(前泄殖腔椎骨)，一共87节(据推测应该有160节)，标本的脊椎骨还有着特化的椎弧凹与椎弧凸——这是蛇类的重要特征，两个结构互相镶嵌形成球状窝，使得蛇的每一节脊椎骨既能牢牢相扣又能灵活转动。”论文作者之一、加拿大艾伯塔大学教授迈克尔·考德威尔(Michael W. Caldwell)介绍。

生活在热带雨林环境中

此次发现的两枚蛇类琥珀都富含昆虫、昆虫粪便和植物残留物，指示出一个包含有淡水栖息地和潮湿温暖的热带雨林的生态系统。科学家认为，作为首次在中生代森林环境中发现的蛇类，缅甸晓蛇表明古代蛇类曾生活在海洋边缘的森林中，该地区有着更广泛的生态多样性。

缅甸琥珀中保存的一些植物和无脊椎动物表明，缅甸晓蛇生活的环境，是一个包含有淡水栖息地的、潮湿温暖的热带雨林生态系统。海生介形类的存在则表明，部分琥珀森林亦濒临海岸线。缅甸晓蛇是首次在中生代森林环境中发现的蛇类，表明早期蛇类的生态多样性比以前认为的更为多样。

迈克尔·考德威尔教授假设，缅甸晓蛇可能从水生蛇类演化而来，后来迁徙到了外来地块的岛屿陆生环境中。特提斯海里广泛分布着多种森诺曼阶海生蛇，南美最近也发现森诺曼阶的海生蛇，这都表明在陆生和水生环境中的蛇类多样性出乎人们的意料。

邢立达说，缅甸晓蛇等蛇类琥珀的发现，是人类首次在琥珀中找到蛇类，也是首次在化石记录中发现新生蛇。其个体发生学特征在蛇类化石中可以说是史无前例。这些琥珀为自然界最成功和最具代表性的动物群之一提供了绝佳的演化线索。

从古地理角度，缅甸蛇类生存于南冈瓦纳的岛弧系统中，后成为劳亚大陆东缘的一部分。这些蛇琥珀位于劳亚大陆东部，是中生代蛇类记录的重要的新基准点，其明确表明蛇类在至少1亿年前就已经完成了在各纬度的分布。迈克尔·考德威尔教授假设道：“缅甸晓蛇可能从水生蛇类演化而来，后来迁徙到了外来地块的岛屿陆生环境中;特提斯海里广泛分布着多种森诺曼阶海生蛇，南美最近也发现森诺曼阶的海生蛇，这都表明在陆生和水生环境中的蛇类多样性出乎我们的意料。”

总的来说，缅甸晓蛇等蛇类琥珀的发现，是人类首次在琥珀中找到蛇类，也是首次在化石记录中发现新生蛇，其个体发生学特征在蛇类化石中可以说是史无前例，这些琥珀为自然界最成功和最具代表性的动物群之一提供了绝佳的演化线索。2016年至今，邢立达团队已经陆续发现了古鸟琥珀、恐龙琥珀、雏鸟琥珀、亚成鸟琥珀、介形琥珀和蛙琥珀。

据悉，该课题研究获得了国家自然科学基金委“国家自然科学基金重大项目”“国家自然科学基金面上项目”以及美国国家地理学会等项目的资助。

在漫长的地质历史中，昆虫演化出不同的伪装术。近日，中、意、美三国科研人员对缅甸琥珀中的蛉类幼虫进行了合作研究，揭示了蛉类幼虫的伪装、掘穴行为以及相关捕食行为的演化历史。研究成果于8月22日在线发表于英国《自然》杂志子刊《自然通讯》（Nature Communications）。

覆物行为（主动利用环境中的各种材料遮盖体躯）是昆虫伪装术中最奇特、最复杂的一类。该行为的化石证据极其稀少，因此我们对该行为的早期演化了解甚少。2016年，以中科院南京古生物所科学家领衔的国际研究团队曾在《科学》杂志的子刊《科学进展》发表论文，揭示了1亿年前的缅甸、法国和黎巴嫩琥珀中蛉类幼虫的覆物行为。但这些昆虫具体的形态演化历史和行为演化历史则仍旧模糊不清。

在该研究中，南京古生物所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”王博研究员等在先前研究的基础上，结合美国自然历史博物馆新收集的琥珀化石，对缅甸琥珀中蛉类幼虫进行了系统发育学和形态学分析。 研究团队共描述了缅甸琥珀中蛉类幼虫11新属11新种，这些新类群都属于脉翅目蚁蛉亚目。该研究基于现生蛉类幼虫和相关化石数据，重建了蚁蛉总科的系统发育关系。在此基础上，对关键的行为学特征和形态学特征的相关性进行了深入分析。

研究结果显示，关键的行为学特征和蛉类幼虫的形态学特征密切相关，即关键形态可以反映相应的行为。研究结果进一步表明蛉类幼虫的伪装行为、掘穴行为等很早就在干系类群中出现了。特别是伪装行为可能独立演化至少3次，分别出现于蚁蛉亚目基类群、细蛉亚科和蚁蛉总科。

此外，该研究也发现掘穴行为是蚁狮后期繁盛的一个重要因素。尽管现在蚁狮主要生活在干旱地区，但其祖先却生活于潮湿的雨林地区。 研究结果揭示了蛉类幼虫的伪装、掘穴行为以及相关捕食行为的演化历史，相关分析方法也为下一步其它昆虫行为演化提供了参考。 该项研究得到中国科学院和国家自然科学基金委的资助。