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4200万年前捻翅目昆虫化石的3D复原
添加时间:2012-04-29 20:48:16    浏览次数:2604     来源:证券之星  【 】 关闭窗口

一种捻翅目昆虫(Strepsiptera)的扫描电子显微镜照片
 


4200万年前捻翅目昆虫Mengea tertiara化石的3D复原图
 


利用为微观CT技术扫描的3D甲虫

      科学家运用高分辨率计算机断层扫描摄影技术使昆虫化石“重新复活”,使得一种已绝灭的昆虫第一次以三维的形式完整呈现。

  这种昆虫存活的时间实际上很短暂。雄性扭翼寄生虫(Strepsiptera)往往只有数小时的生命。但是,出人意料的,一种与蚜虫差不多体形的捻翅目Mengea tertiara却得到了“永生”:大约在42百万年前的交尾飞行中,它陷入树脂之中,此后便永久地保存在一块琥珀中了。

  来自于德国耶拿Friedrich Schiller University的Hans Pohl博士将其称为“意想不到的幸运事”。与来自于耶拿、汉堡以及纽约的同事一起,昆虫研究学者们在着手“复活”这种昆虫化石:运用高分辨的微型计算机断层扫描摄影技术(micro-CT)第一次以三维的形式完整的恢复出了这种已经绝灭的昆虫的形态。

  研究者们所获得的不仅仅只是关于这种已灭绝昆虫外在形态的详细和直观印象。“micro-CT同时也使得我们能够观测内部结构。”Pohl博士强调道。但是在高压下进行的形成化石过程中内部器官遭受到了破坏,内部的软组织却大部分很偶然的在琥珀化石中得以保存。

  对micro-CT数据的分析显示扭翼寄生虫化石80%的内部组织保存得出乎意料的很好。对于耶拿的这些科学家们来说,昆虫的肌肉组织、神经系统、感觉器官、消化系统和生殖系统就如同一本打开着的书清晰地展示在面前。3D眼镜帮助我们可以从三个方向对昆虫进行观察仅仅只需要点击一下鼠标就能进行翻转或者生成虚拟部分。

  来自于耶拿大学的Rolf Beutel博士解释道:“这将有助于我们对这些昆虫的系统发展和进化形成重要的认识。这些奇怪动物的雌性往往大都是体内寄生虫。”时至今日,捻翅目昆虫(Strepsiptera)在进化树上的位置仍然是一个迷。但是,根据Beutel的观点,这些已经分析过的物种的雌性个体应该是自由生活的。

  这个结论是基于雄性的Mengea外生殖器官的形态得到的。这种昆虫的雌性个体寄生于飞虫的体内,而雄性个体常常具有一个锚状的阴茎。“这让雄性能够很稳固的连接着雌性,这能够牢牢的嵌入那些快速运动的诸如飞虱或者蜜蜂等寄主。”这种特殊的对接构造在Mengea中显然是缺失的。

  此外,这些研究者们还能够确认已灭绝昆虫Mengea在进化树中的位置。Pohl博士介绍说:“这些昆虫都是现生的捻翅目的古老祖先。”对于这种生命极其短暂的雄性昆虫而言,雌性和交配是它们唯一的活着的任务。“这一点可以很明显地从它们的形态上反映出来。”昆虫研究者们说道。

  高效的触角感觉器官以及树莓状眼睛能够帮助它们搜寻雌性个体。它们的飞行器官和生殖器官尤其的发达。与这些相反的是,这些昆虫的嘴部器官和消化管相比其他昆虫而言明显的简化了。Beutel总结道:“雄性是不能消化食物的,至少不能消化固体食物。”它们的肠子里极有可能是充满了空气,这将有助于这些微小的昆虫的飞行能力。

  Pohl博士坚信:micro-CT技术具有很大潜力,它不仅能够使我们对外部和内部结构有详细的认识,而且与其他方法相比它对化石不会产生破坏。这两方面将确保对化石和现生昆虫的研究具有巨大的进步。就像Mengea一样,其他的化石将会被保存起来以便将来的科学家们进行虫咬调查和重新认识
 


 

 
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