[科普中國]-別小看它，封印在化石中的假叩頭蟲，講述著侏羅紀(jì)至今的故事

很多人小時(shí)候曾經(jīng)在樹林里捉過磕頭蟲，這個(gè)有意思的小甲蟲帶來了許多夏日里的歡樂。當(dāng)輕輕抓住它的時(shí)候，它會(huì)不停地“磕頭”，上下晃動(dòng)它的頭和前胸；如果放在手心里，它可能還會(huì)向上一躍，把自己彈到空中。它們中文名叫叩甲 （俗稱磕頭蟲/叩頭蟲） ，英文名叫Click Beetle，而今天的主角是它的近親， 假叩頭蟲 False Click Beetle。

(假叩頭蟲，與叩頭蟲長得較為相似 | Flickr, Katja Schulz)

小蟲子，大家族

假叩頭蟲，顧名思義，它長得像叩頭蟲，但實(shí)際上并不是同一類群的物種。 這一名字是隱唇叩甲科 （Eucnemidae） 甲蟲的統(tǒng)稱，目前這個(gè)科有著超過1700個(gè)現(xiàn)生種，它們的歷史可以追溯到中生代的侏羅紀(jì)，至今已在地球上生活了近1.6億年的時(shí)間，真真是恐龍時(shí)代的幸存者。

(侏羅紀(jì)時(shí)期的假叩頭蟲化石 | 引自參考文獻(xiàn))

1700多個(gè)現(xiàn)生種，是什么概念呢？ 生物學(xué)上講，種 （Species） 是分類的基本單位，就是可以交配并且產(chǎn)生可育后代的類群。舉個(gè)栗子，全世界二百多個(gè)國家的78億人，不論我們來自哪個(gè)國家，都屬于智人 （ Homo sapiens ） 這個(gè)物種。而這類小小的蟲子有著龐大的家族，僅目前現(xiàn)存的物種就多達(dá)1700種，有著較高的生物多樣性，種群數(shù)量眾多。

(假叩頭蟲家族有著眾多物種 | Flickr, Katja Schulz)

假叩頭蟲家族還有著超長的演化歷史。 地球上發(fā)現(xiàn)關(guān)于它們的最早化石記錄是在侏羅紀(jì)中期，距今約1.6億年，出現(xiàn)時(shí)間比人類早得多了。迄今為止，發(fā)現(xiàn)最古老的人類化石僅有700萬年的歷史；而我們智人的歷史更短，在30萬年前，我們的祖先才開始在非洲大陸的叢林中繁衍生息。

恐龍時(shí)代的幸存者

1.6億年前的地球大陸正是恐龍和裸子植物的天下，在這一漫長的進(jìn)化過程中，小小的假叩頭蟲們安逸地生活在腐爛的木材樹皮下面，靜靜地見證了恐龍?jiān)诘厍虻姆Q霸，開花植物的綻放，哺乳動(dòng)物的崛起，古猿的出現(xiàn)，還有人類登上地球生命舞臺(tái)的歷程。它們可謂是目睹了真實(shí)上演的史詩級(jí)大片。

(生活在腐爛木材上的假叩頭蟲 | Flickr, Katja Schulz)

假叩頭蟲和其它鞘翅目昆蟲（也就是甲殼蟲）一樣，一生要經(jīng)過卵、幼蟲、蛹和成蟲4個(gè)時(shí)期4種形態(tài)的變化，它的發(fā)育史也叫做完全變態(tài)發(fā)育。 它們的幼蟲是以感染弧狀菌的木材中生長的菌絲為食 ，成蟲通?？梢栽谏掷?，樹枝上或樹皮下找到，在枯木朽木中更多。

在距今1.25億年的地層中，古生物學(xué)家不僅發(fā)現(xiàn)了大量的假叩頭蟲成蟲化石，還發(fā)現(xiàn)了這個(gè)家族在變態(tài)發(fā)育生活史中 比較罕見的幼蟲化石 。這些發(fā)現(xiàn)，皆為研究這一家族木棲性類群的進(jìn)化提供了新的證據(jù)。

(1.25億年前假叩頭蟲幼蟲的生態(tài)復(fù)原圖 | 引自參考文獻(xiàn))

物競天擇，適者生存

在中生代晚期，地球上仍以裸子植物為主、被子植物還未開枝散葉的時(shí)候，假叩頭蟲家族（隱唇叩甲科）的兩個(gè)小分支，Anischiinae亞科和Palaeoxeninae亞科，都已經(jīng)發(fā)展成了兩個(gè)龐大的家族， 我們姑且叫做 A家族和P家族 。

(白堊紀(jì)的假叩頭蟲A家族化石 | 引自參考文獻(xiàn))

假叩頭蟲的這兩個(gè)古老分支，在當(dāng)時(shí)都呈現(xiàn)了高度的物種多樣性 ，種群繁盛，在進(jìn)化上非常成功。而經(jīng)歷了一億多年的演化之后到今天，兩個(gè)家族的命運(yùn)卻發(fā)生了截然不同的變化。

(難能可貴的假叩頭蟲P家族幼蟲化石 | 引自參考文獻(xiàn))

A家族原先只在裸子植物的樹皮上繁殖，但看到被子植物輻射分化、逐漸繁盛，它們與時(shí)俱進(jìn)，成功入侵了被子植物 。它們利用生長在被子植物上的真菌為食，在全世界范圍內(nèi)成功擴(kuò)散開來。直到今天， A家族的后代廣泛分布在亞洲、非洲、南美洲等地的熱帶地區(qū)。

如今被子植物的花朵幾乎開遍了地球的每個(gè)角落， P家族卻仍然以針葉樹為生 ，固守在松柏類等為數(shù)不多的裸子植物周圍。最終這個(gè)家族走向了沒落，只在美國南部的加利福尼亞州山區(qū)存活。

(繁盛生長的被子植物與原始生長的針葉林 |

左：Pixabay, katrineds / 右：Unsplash, Austin Park)

研究發(fā)現(xiàn)，早白堊世的P家族幼蟲化石，身體結(jié)構(gòu)與一億多年后的現(xiàn)生幼蟲幾乎一模一樣，只是早期的蟲體要小一些，現(xiàn)存的幼蟲也因此博得了“活化石”的美譽(yù)。 在進(jìn)化上，與A家族相比起來，P家族無疑是走到了進(jìn)化的絕境。

(P家族幼蟲頭部和前胸結(jié)構(gòu)圖 | 圖片引自參考文獻(xiàn)

左：P家族現(xiàn)存活化石；右：P家族1.25億年前祖先)

(P家族幼蟲尾部和后胸結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)化了一億多年

連紋飾都不肯變一變 | 引自參考文獻(xiàn)

左：P家族1.25億年前祖先；右：P家族現(xiàn)存活化石)

波瀾壯闊的地球生命歷史尚未被人類完全發(fā)現(xiàn)，因?yàn)闅v史生物被保留下來的可能性幾乎微乎其微，而物種的豐富性和進(jìn)化的奇妙總是遠(yuǎn)超人類的想象，假叩頭蟲兩個(gè)分支家族的興衰歷史，僅僅是從不朽的巖石上破解了地球生命歷史的小小片段。

以史為鑒，可以知興替。而我們?nèi)祟愑謺?huì)在生命長河里寫下怎樣一筆呢？我們是誰，我們從哪里來，我們到哪里去？被子植物和哺乳動(dòng)物之后，又會(huì)有怎樣高級(jí)的生命形式出現(xiàn)呢？這些都是人類孜孜不倦探索著的重要科學(xué)問題。

以史為鑒，可以知興替。 假叩頭蟲兩個(gè)分支家族的興衰歷史，也成為了自然歷史的一部分，而我們?nèi)祟愑謺?huì)在生命長河里寫下怎樣一筆呢？我們是誰，我們從哪里來，我們到哪里去？這些都是人類孜孜不倦探索著的重要科學(xué)問題。

注：本文創(chuàng)作素材來自國家自然科學(xué)基金所資助、河南省地質(zhì)博物館古生物研究室重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和首都師范大學(xué)昆蟲演化與環(huán)境變遷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所承擔(dān)的項(xiàng)目（編號(hào)4170020722, 41688103, 31730087, 32020103006）。該項(xiàng)目研究成果將隱唇叩甲科的出現(xiàn)時(shí)間提前到了1.6億年前，揭秘了該科的演化路線以及與植物的協(xié)同演化關(guān)系，相關(guān)論文信息如下：

參考文獻(xiàn)

[1] Haolun Li, Huali Chang, Jyrki Muona, Yanchen Zhao, Dong Ren. Subfamily Anischiinae (Coleoptera: Eucnemidae) in Early Cretaceous of Northeast China. Insects, 2021, 12(105). DOI: 10.3390/insects12020105

[2] Chang H., Muona, J., Pu H., Xu, L., Wang C., Ter?v?inen, M., Ren, D., Yang, Q., Zhang, X. and Jia S. Chinese Cretaceous larva exposes a southern Californian living fossil (Insecta, Coleoptera, Eucnemidae). Cladistics, 2016, 32:211-214. https://doi.org/10.1111/cla.12124

[3] Jyrki Muona, Huali Chang, Dong Ren. The Clicking Elateroidea from Chinese Mesozoic Deposits (Insecta, Coleoptera). Insects, 2020, 11(875). DOI: 10.3390/insects11120875