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【中新社】中国科学家发现迄今最古老的多细胞真核生物化石中新社南京1月25日电 (徐珊珊)当今地球上，人类熟知的所有复杂生命都是多细胞真核生物。真核生物最早何时发生多细胞化？多细胞真核生物何时在地球上开始出现？据中国科学院南京地质古生物研究所25日消息，该所科研团队发现了16.3亿年前的多细胞真核生物化石，这也是目前被发现的最古老的多细胞真核生物化石。 中新社南京1月25日电 (徐珊珊)当今地球上，人类熟知的所有复杂生命都是多细胞真核生物。真核生物最早何时发生多细胞化？多细胞真核生物何时在地球上开始出现？据中国科学院南京地质古生物研究所25日消息，该所科研团队发现了16.3亿年前的多细胞真核生物化石，这也是目前被发现的最古老的多细胞真核生物化石。 相关研究成果发表于美国《科学》杂志子刊《科学进展》(Science Advances)上。 2016年，该所科研团队在燕山地区发现15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石。中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎说：“这一发现将地球上大型多细胞真核生物的出现时间从以前认为的6亿年前提前了将近10亿年，由此我们推断真核生物发生多细胞化的时间应该更早。” 为了论证这一推断，该团队成员苗兰云在近8年的时间内，采集了16亿年前地层中的数百件样品，最终发现了微体多细胞真核生物化石。 苗兰云介绍，这批发现的化石标本一共278枚，它们是由单列细胞组成的无分枝的丝状体。丝状体最长达860微米，整体结构相对简单，但表现出一定的复杂性，有些丝状体整体向一端均匀收缩，细胞呈柱状、桶状或杯状。特别是在一些标本中，发现了生殖孢子结构。综合化石多种特征和成分的分析比较，表明这些化石属于多细胞真核生物。 “通过测量可以表征丝状体形态变化的2个比值和丝状体直径大小分布频率，我们发现这些丝状体在形态上呈现连续过渡、变化的特征，这表明它们属于同一个物种。同时，这些丝状体和前人在燕山地区发现的‘壮丽青山藻’化石形态和大小相似，所以本次研究将其归入同一个属种。”苗兰云说。 据介绍，目前学界普遍接受的真核生物最早化石记录发现于中国华北和澳大利亚北部距今约16.5亿年之前的古元古代晚期地层中。“壮丽青山藻”的出现时间仅仅稍晚于这些最古老的单细胞真核化石，表明真核生物出现之后便迅速发生了复杂得多的细胞化演化。 “如果‘壮丽青山藻’可以确认为是营光合作用的真核藻类，那么真核生物最后的共同祖先应不晚于16.3亿年之前的古元古代晚期，比当前学界普遍接受的时间提前了近6亿年之久。”朱茂炎称，这为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘以及元古宙地球环境演变提供了新的思考。(完)2024-01-29
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【中国科学报】最早多细胞真核生物“现身”了1月25日，《科学进展》报道了中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队在华北燕山地区16.3亿年前地层中发现的多细胞真核生物化石。这些保存有精美细胞结构的微体化石，被认为是迄今全球已发现最早的多细胞真核生物化石记录。 本报记者 沈春蕾地球上最早的多细胞真核生物什么样？1月25日，《科学进展》报道了中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队在华北燕山地区16.3亿年前地层中发现的多细胞真核生物化石。这些保存有精美细胞结构的微体化石，被认为是迄今全球已发现最早的多细胞真核生物化石记录。第一作者苗兰云是朱茂炎领衔的地球-生命系统早期演化团队的一员，她“泡”了8年化石，做了无数次实验，又用两年时间反复论证和修改论文，才取得今天的成果。这是继2016年燕山地区发现15.6亿年前全球最早的宏体多细胞真核生物化石后，朱茂炎团队在早期生命演化领域中取得的又一项重要突破，将多细胞真核生物出现的时间提前了7000万年。真核生物何时发生多细胞化?当今地球上大部分的复杂生命，如动物、陆生植物、真菌和宏体藻类均是多细胞真核生物。因此，真核生物的多细胞化是生命向复杂化和大型化演化的必要条件，被认为是生命演化史上的重大关键事件之一。但学术界一直有个疑问：真核生物最早是何时发生多细胞化的？已知的化石证据表明，简单的微体多细胞真核生物，包括红藻、绿藻和真菌化石等，在距今10亿年左右的地层中已经出现，并开始多样化。而曾经报道过的更古老地层中的多细胞真核化石，因缺乏可靠的生物学证据，如多细胞结构和复杂形态，普遍受到质疑。2016年，朱茂炎团队联合中国地质调查局天津地质调查中心研究员朱士兴等国内外同行，在《自然-通讯》报道了燕山地区15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石的发现。朱茂炎表示：“这一发现突破了学界以往的认知，不仅将地球上大型多细胞真核生物的出现时间从以前认为的6亿年前提前了近10亿年，还由此推断真核生物发生多细胞化的时间应该更早。”为了论证这一推断，2015年，苗兰云在博士研究生阶段就开始了一项研究课题——在燕山地区早于16亿年前的古元古代晚期“长城系”地层中寻找多细胞真核生物化石记录。在长达近8年时间里，苗兰云等人在燕山地区多个剖面点上采集了数百件长城系页岩样品，通过泡在氢氟酸和盐酸等溶液中进行实验处理，获得了大量微体化石标本。在发现大量多种类型的单细胞真核生物化石的同时，苗兰云等人终于在河北省宽城县翁家庄剖面长城系串岭沟组上部，发现了微体多细胞真核生物化石。朱茂炎介绍，在含有该化石的地层顶部曾报道有一层火山凝灰岩，其中的锆石铀-铅同位素定年结果为16.35亿年，这为新发现的化石提供了直接的年龄限制。壮丽青山藻为多细胞真核生物苗兰云等人发现的这批化石标本一共278枚，它们是由单列细胞组成的无分枝的丝状体。“由于我们发现的化石与此前在燕山中部天津蓟县地区串岭沟组页岩切片中发现的‘壮丽青山藻’化石形态和大小相似，于是我们将它们归入同一个属种。”苗兰云说。此次研究的一个重要新发现是，壮丽青山藻的部分细胞内含有直径约15~20微米的圆形结构。圆形结构形态完整规则、质地均匀，大小和形态可与现生的某些真核藻类的无性孢子类比，被解释为一种繁殖细胞。研究团队推测，壮丽青山藻是一种通过孢子繁殖的生物。在现生生物中，由单列细胞组成的丝状体生物种类繁多，在原核和真核生物中广泛存在。“我们综合比较了丝状体形态的复杂度、细胞大小和繁殖方式，原核生物中并没有可以与壮丽青山藻相比照的类型。”苗兰云说。据统计，目前已知的原核丝状体绝大多数个体很小，直径约1~3微米，仅个别巨型蓝细菌和硫细菌的直径达到200微米，与壮丽青山藻直径相似。但这些巨型细菌的细胞全部为圆盘状，形态没有任何复杂性。而真核生物中类似壮丽青山藻的丝状体生物则很多，特别是大多数真核藻类都含丝状体，如褐藻、黄藻、绿藻等。因此，研究团队认为，壮丽青山藻为多细胞真核生物。有助于揭示复杂生命的起源详细的比较研究表明，一些现生绿藻的藻丝体形态、细胞大小分布和繁殖方式等与壮丽青山藻最为接近。由此，研究团队认为，壮丽青山藻不仅是多细胞真核生物，还可能属于多细胞藻类，具有光合作用的代谢能力。为进一步验证壮丽青山藻的真核生物属性，研究团队采用激光拉曼光谱仪对壮丽青山藻的有机质成分进行了谱学分析，并用同层位产出的3种蓝细菌化石作为对比组。结果显示，壮丽青山藻的有机质组成明显不同于蓝细菌化石，为其归属为多细胞真核生物的解释提供了支持。目前，学术界普遍认同的真核生物最早化石记录发现于我国华北和澳大利亚北部距今约16.5亿年前的古元古代晚期地层中。“壮丽青山藻的出现时间仅稍晚于这些最古老的单细胞真核生物化石，这表明真核生物出现之后便迅速发生了复杂的多细胞化演化。”朱茂炎说。这项研究还证明，由于真核藻类属于冠群真核生物的一个支系，如果壮丽青山藻可以确认是营光合作用的真核藻类，那么真核生物最后的共同祖先应不晚于16.3亿年前的古元古代晚期，比当前学界普遍接受的10亿年前提前了6亿年之久，与分子钟推算的时间基本吻合。朱茂炎认为，这项研究为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘，以及元古宙地球环境演变，提供了新的思考。相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adk3208《中国科学报》 (2024-01-26 第1版 要闻)2024-01-29 -
【光明日报】我国发现迄今最早多细胞真核生物化石1月25日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎带领的“地球-生命系统早期演化”团队在《科学进展》发表最新研究成果：团队在我国华北燕山地区16.3亿年前地层中发现多细胞真核生物化石。这是继2016年在燕山地区发现15.6亿年前全球最早的宏体多细胞真核生物化石之后，该团队在早期生命演化领域中的又一项重要突破，将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了约7000万年，是迄今全球发现最早的多细胞真核生物化石记录。本报南京1月25日电（记者苏雁 通讯员姬尊雨）当今地球上所有的复杂生命都是多细胞真核生物，真核生物的多细胞化是生命向复杂化和大型化演化的必备条件，被认为是生命演化史上的重大事件之一。然而，真核生物何时发生多细胞化？多细胞真核生物何时在地球上开始出现？截至目前，学界对这一重大科学问题并无明确答案。1月25日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎带领的“地球-生命系统早期演化”团队在《科学进展》发表最新研究成果：团队在我国华北燕山地区16.3亿年前地层中发现多细胞真核生物化石。这是继2016年在燕山地区发现15.6亿年前全球最早的宏体多细胞真核生物化石之后，该团队在早期生命演化领域中的又一项重要突破，将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了约7000万年，是迄今全球发现最早的多细胞真核生物化石记录。时间拨回到2016年，朱茂炎团队在《自然 通讯》上报道了燕山地区15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石。这一发现不仅将地球上大型多细胞真核生物的出现时间提前了近10亿年，团队还由此推断，真核生物发生多细胞化的时间应该更早。为了论证这一推断，在过去8年时间内，团队在燕山地区多个剖面点上采集了数百件长城系页岩样品，通过实验处理后获得大量微体化石标本。这批发现的化石标本一共278枚，它们是由单列细胞组成的无分枝的丝状体，与先前其他研究者在燕山中部串岭沟组页岩切片中报道的“壮丽青山藻”化石形态和大小相似，本次研究将其归入同一个属种。先前的研究者将这些化石解释为原始绿藻，或许因为化石图片不清晰，生物学解释的证据不够充分，故自1989年报道以来并未引起国内外同行的关注。此次研究发现，壮丽青山藻的部分细胞内含有直径约15~20微米大小的圆形结构，被解释为一种繁殖细胞。由此可见，壮丽青山藻是一种通过孢子繁殖的生物。此次研究通过对丝状体形态的复杂度、细胞大小、繁殖方式等进行综合比较，发现原核生物中没有与之相对比的类型，而真核生物中类似壮丽青山藻的丝状体生物则很多。因此，研究团队认为壮丽青山藻应为多细胞真核生物化石。综合分析表明，一些现生绿藻的藻丝体形态、细胞大小分布和繁殖方式等与壮丽青山藻最为接近。由此，研究团队认为壮丽青山藻不仅是多细胞真核生物，且很可能具有光合作用的代谢能力，属于多细胞藻类，尽管目前无法将其归属到具体现生门类中去。为进一步验证壮丽青山藻的真核生物属性，研究团队对壮丽青山藻的有机质成分进行了谱学分析，结果显示，壮丽青山藻的有机质组成明显不同于蓝细菌化石，为其归属为多细胞真核生物的解释提供了支持。目前学界普遍接受的真核生物最早化石记录发现于距今约16.5亿年之前的古元古代晚期地层中，此次研究发现壮丽青山藻的出现时间仅仅稍晚于这些最古老的单细胞真核化石，表明真核生物出现之后便迅速发生了复杂的多细胞化演化。“如果壮丽青山藻可以确认为是营光合作用的真核藻类，那么真核生物最后共同祖先应不晚于16.3亿年之前的古元古代晚期，比当前学界普遍接受的时间提前了近6亿年之久，且与分子钟推算的时间基本吻合。”朱茂炎介绍，本研究为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘以及元古宙地球环境演变提供了新的思考。2024-01-29
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【现代快报】278枚细如发丝的化石证明，16.3亿年前“生命演化迈出关键一步”多细胞真核生物何时诞生？2024年1月24日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领导的“地球-生命系统早期演化”团队在《科学进展》杂志发表最新研究成果，报道了华北燕山地区16.3亿年前地层中发现多细胞真核生物化石。这些化石是迄今全球发现最早的多细胞真核生物化石记录，将其出现的时间提前了7000万年。 西双版纳的雨林中，蘑菇悄悄露头；霞浦的温暖海水中，海带随波飘荡；青藏高原上，黑颈鹤翱翔于蔚蓝天空……在如今斑斓多彩的世界，我们肉眼可见的生命，几乎都属于“多细胞真核生物”。它包括了形态各异的动物、陆生植物、真菌和宏体藻类。 朱茂炎讲解多细胞真核生物起源 多细胞真核生物何时诞生？2024年1月24日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领导的“地球-生命系统早期演化”团队在《科学进展》杂志发表最新研究成果，报道了华北燕山地区16.3亿年前地层中发现多细胞真核生物化石。这些化石是迄今全球发现最早的多细胞真核生物化石记录，将其出现的时间提前了7000万年。 科学家探寻“生命演化迈出关键一步”的证据 草履虫大概是最有名的“单细胞动物”，不仅初中生物课本上提到，网友也经常将“草履虫”作为形容词，嘲讽做事不动脑子的人。从科学意义上讲，从单细胞向多细胞演化，确实意味着生命形态更为复杂，能实现更丰富的功能，这是实现生命大型化的必备条件，也被认为是生命演化史上的重大关键事件之一。然而，对于多细胞真核生物在地球诞生的时间，科学界始终未获得明确答案。 已知化石证据表明，简单的微体多细胞真核生物在距今10亿年左右的地层中已经出现，并开始多样化，包括红藻、绿藻和真菌化石等。而在更古老地层中曾经报道过的“多细胞真核化石”，因缺乏细胞结构、复杂形态等生物学证据，它们的多细胞特征和真核生物属性均存在很大的不确定性，受到普遍怀疑。团队成员采集化石 2016年，朱茂炎团队联合中国地质调查局天津地质调查中心研究员朱士兴等国内外同行，在《自然通讯》杂志报道了燕山地区发现距今15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石。这一发现突破了学界以往的认知，不仅将地球上大型多细胞真核生物的出现时间从以前认为的6亿年前提前了将近10亿年，并由此推断真核生物发生多细胞化的时间应该更早。 为了论证这一推断，团队成员苗兰云在读博士时，就将此作为研究课题，致力于从燕山地区“长城系”地层中寻找多细胞真核化石记录。该地层的时代早于16亿年前，若能找到目标化石，则意味着真核生物发生多细胞化的时间将前移。 近8年时间，苗兰云对燕山地区多个剖面点上采集了数百件长城系页岩样品，终于在河北省宽城县翁家庄剖面长城系串岭沟组上部，发现了本次报道的微体多细胞真核生物化石。该地层顶部的火山凝灰岩的放射性同位素年龄为16.35亿年，这意味着新发现的生物化石生存在更早的年代。真核生物谱系发生树简化图和真核生物早期重要化石记录 从石头里找出“细如发丝”的化石有多难？ 此次发现的化石标本一共278枚，它们是由单列细胞组成的无分枝的丝状体，丝状体直径20~194微米不等，最长可达860微米。因保存不完整，完整的丝状体长度未知。这些化石底有多细小？人的头发直径约为90微米，化石差不多是“细如发丝”。 通常，大型化石处理相对简单，科研人员可以用气动笔将化石从岩石中分离出来。而这种微体化石，要通过氢氟酸和盐酸等实验处理，让酸液溶蚀掉各种矿物，再用显微镜从“残渣”里面寻找化石。氢氟酸具有强烈腐蚀性和毒性，科研人员使用时要分外小心，哪怕是细小的液滴飞溅出来，都很容易造成伤害。因此，实验的每一步操作都有严格规范。这样枯燥而危险的工作，苗兰云做了8年。她笑言：“这8年也会焦虑，因为对地球早期生命演化很感兴趣，即使出成果比较慢，我仍然会选择继续坚持，做科研就得沉下心。” 导师朱茂炎研究员对她称赞有加：“想要获得突破性的科研成果，得有‘长期主义’的态度。”随着研究工作深入，这些化石的形象逐渐清晰。丝状体形态各有不同，有些丝状体直径保持不变，细胞呈短柱状至长柱状；有些丝状体整体向一端均匀收缩，细胞呈柱状、桶状或杯状；而有的丝状体仅一端变细，其余部分直径不变。串岭沟组中发现的壮丽青山藻，化石保存为有机质壁构成的多细胞丝状体 通过形态测量分析，结果显示不同类型的多细胞丝状体在形态上呈现连续过渡变化的特征，表明它们属于同一个物种。由于与前人在燕山中部天津蓟县地区串岭沟组页岩切片中报道的“壮丽青山藻”化石形态和大小相似，本次研究将其归入同一个属种。壮丽青山藻化石形态测量分析 当初的研究者将这些化石解释为原始绿藻，或许因为化石图片不清晰，生物学解释的证据不够充分，故自1989年报道以来并未引起国内外同行的关注。此次研究中一个重要的新发现是，壮丽青山藻的部分细胞内含有直径约15~20微米大小的圆形结构，位于细胞的中间或接近横向细胞壁的位置。圆形结构形态完整规则，质地均匀，大小和形态上可与现生的某些真核藻类的无性孢子类比，被解释为一种繁殖细胞。由此可见，壮丽青山藻是一种通过孢子繁殖的生物。含有孢子结构的壮丽青山藻 “壮丽青山藻”很可能是现今藻类先祖 各种证据表明，“壮丽青山藻”是多细胞真核生物，那它是不是现今各种动植物、真菌的共同祖先呢？研究人员表示，动物、陆生植物和真菌，它们属于真核生物的不同类群，它们的多细胞化都是各自独立起源的。综合分析表明，一些现生绿藻的藻丝体形态、细胞大小分布和繁殖方式等与壮丽青山藻最为接近。尽管目前无法将其归属到具体现生门类中去，但它很可能属于多细胞藻类。壮丽青山藻和蓝细菌化石拉曼光谱主成分分析(PCA)结果 目前学界普遍接受的真核生物最早化石记录，是我国华北和澳大利亚北部距今约16.5亿年之前的古元古代晚期地层。壮丽青山藻的出现时间仅仅稍晚于这些最古老的单细胞真核化石，表明真核生物出现之后便迅速发生了复杂的多细胞化演化。 研究人员表示，由于真核藻类（泛色素体植物）属于冠群真核生物（现代真核生物）的一个支系，如果壮丽青山藻可以确认为是营光合作用的真核藻类，那么真核生物最后共同祖先（LECA）应不晚于16.3亿年之前的古元古代晚期，比当前学界普遍接受的时间提前了近6亿年之久，且与分子钟推算的时间基本吻合，为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘以及元古宙地球环境演变提供了新的思考。 哈佛大学教授Andrew Knoll和中国科学院深海科学与工程研究所研究员屈原皋参与了此项研究。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院创新交叉团队的联合资助。 现代快报/现代+记者 是钟寅 （图片来源：中国科学院南京地质古生物研究所） 编辑：周冬梅2024-01-29 -
【南京日报】推动中黎之间学术友好交流来自黎巴嫩的特邀教授丹尼·阿扎——推动中黎之间学术友好交流来自黎巴嫩的特邀教授丹尼 阿扎—— 推动中黎之间学术友好交流 走进中国科学院南京地质古生物研究所研究员丹尼 阿扎的办公室，一个纸箱子里摆放着很多圆形的琥珀，旁边便是不同类型的显微镜。打磨、切割、抛光，这是丹尼 阿扎每天的工作。就在前不久，丹尼 阿扎领衔在距今约1.3亿年前的黎巴嫩琥珀中发现了已知最古老的蚊子化石，并发表在国际知名期刊《当代生物学》上。这项新发现还证明了在蚊科演化的早期阶段，雄性的蚊子也是吸血的，并揭示昆虫的早期吸血行为比我们想象的更为复杂。琥珀被称为“时间胶囊”，经过多年艰苦的野外工作，丹尼 阿扎走遍了近500处黎巴嫩琥珀产地。而此次研究成果就是来源于丹尼 阿扎在多年前采集的两块保存了蚊子的琥珀。今年50岁的丹尼 阿扎来自黎巴嫩，2022年，作为特邀教授，他来到中国科学院南京地质古生物研究所工作。在此之前，丹尼 阿扎曾5次到过中国，与中国的学者进行学术交流。在南京工作和生活的时间里，丹尼 阿扎感受到了南京人的友好和热情，“在南京，我从来没有认为自己是外国人。”南京拥有世界领先的研究设备和良好的科学研究氛围，这是丹尼 阿扎选择南京的重要原因之一。丹尼 阿扎在欧洲从事琥珀研究19年，“每当我有个新发现，需要进一步做研究测试时，常常跑多座城市寻找先进设备。而在南京，这里所有的设备都可供我使用，这些设备也都是世界领先的。”他解释。由于整天忙于研究，于丹尼 阿扎而言，最遗憾的事就是没有时间学中文，也没有时间好好欣赏南京的美景。目前，他只去过南京的夫子庙、玄武湖、明城墙等地，“非常美丽且具有历史感，后面我还想带着我的家人一起，去游览南京更多地方。”古生物研究所的工作人员也透露，丹尼 阿扎希望能把自己的妻子和孩子接到南京来长期生活，古生物研究所也将积极为他提供相关帮助。共建“一带一路”倡议为世界创造共同发展机遇，自该倡议实施以来，中国和黎巴嫩的友好交往愈加频繁。丹尼 阿扎十分相信，中黎一定会共同把这条造福世界的幸福之路铺得更宽更远，这条路也将持续给双方带来新机遇、新发展。目前，南京也正在将先进的科技应用到古生物研究领域，并积极与黎巴嫩建立研究上的合作关系。“希望未来双方能广泛开展联合科考，共同进步。借力‘一带一路’，进一步推动中黎学术交流。”丹尼 阿扎一直尽力推动中黎双方的合作。他提议，黎巴嫩大学与南京地质古生物研究所之间建立合作备忘录，以此促进双方在古生物领域的合作交流。“黎巴嫩大学的校长和我们所长对此十分感兴趣，并已经达成了初步的合作意向，双方都在推动这一合作，十分期待我的这个提议能落实。”他还表示，黎巴嫩在地理位置上具有十分重要的战略意义，中国与非洲、欧洲的货运往来，黎巴嫩是重要的“中转站”之一，中黎之间的深入合作十分重要。2024-01-16
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【新华网】研究发现1亿年前知了不会“高歌”记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，中国、波兰、美国、澳大利亚等多国古生物学者近期对约2.3亿年前至6600万年前蝉总科昆虫的早期演化历史进行了系统研究，其中涉及11枚新发现的标本。研究表明，在约1亿年前，早期的蝉还不会“高声歌唱”。缅甸克钦琥珀中的蝉总科成虫（左）、末龄幼虫（右上，显微CT图）和蝉蜕化石（右下）。（中国科学院南京地质古生物研究所供图）中生代森林中蝉的生活生态场景示意图。（杨定华绘制）记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，中国、波兰、美国、澳大利亚等多国古生物学者近期对约2.3亿年前至6600万年前蝉总科昆虫的早期演化历史进行了系统研究，其中涉及11枚新发现的标本。研究表明，在约1亿年前，早期的蝉还不会“高声歌唱”。蝉俗称知了。现生的蝉总科昆虫包含两个科：“歌声”高亢、全球广布的蝉科，和仅分布于澳大利亚的螽蝉科。此次，研究人员运用光学显微镜、显微计算机断层扫描成像技术等，对蝉总科昆虫的早期演化历史、行为、形态演化规律等进行了较为系统的研究。本次研究涉及11枚新标本，全部来自约1亿年前的缅甸克钦琥珀，包括6枚蝉总科成虫标本、1枚末龄幼虫标本和4枚蝉蜕标本。在化石研究的基础上，研究团队还将新发现的特征与已有蝉总科化石、现存物种进行比对，系统分析构建出包括远古和现代蝉总科昆虫的数据库。研究论文第一作者、南古所博士姜慧介绍，现生蝉科昆虫最大能发出近120分贝的响亮声音，此次研究却发现，早期的蝉总科昆虫虽然普遍具有鼓膜，但大多没有发现其他复杂的发声和听觉结构。这意味着它们的发声方式更为原始，可能仅通过树干等固体物质传递身体振动的信号，而不像现在的鸣蝉，通过腹部共振腔放大声音，并以空气为媒介传声。“通过一系列与其他化石和现存类群的对比，我们还推测，直到约1亿年前，早期的蝉可能都无法像现在一样‘高声歌唱’。”姜慧说。此外，本次研究涉及的蝉总科末龄幼虫化石中，发现了与现代蝉幼虫相似的、强大而特化的前足。前足有抓握结构，具备强大的土壤挖掘和运输能力。这说明早期的蝉总科幼虫可能与现代蝉幼虫类似，有长期地下生活的习性。相关成果近日发表在国际学术期刊《自然-通讯》上。2024-01-15 -
【光明日报】研究发现：早期的蝉可能无法“高歌”光明日报南京1月12日电（记者苏雁 通讯员姬尊雨）近日，中国科学院南京地质古生物研究所科研人员与多国古生物学者合作，对化石和现存蝉总科类群的解剖学特征进行了系统分析，研究发现早期的蝉可能无法发出响亮的声音，并报道了已知最早的蝉总科末龄若虫化石。相关成果1月8日发表于《自然·通讯》。 光明日报南京1月12日电（记者苏雁 通讯员姬尊雨）近日，中国科学院南京地质古生物研究所科研人员与多国古生物学者合作，对化石和现存蝉总科类群的解剖学特征进行了系统分析，研究发现早期的蝉可能无法发出响亮的声音，并报道了已知最早的蝉总科末龄若虫化石。相关成果1月8日发表于《自然 通讯》。 蝉，俗称“知了”，是大众最为熟悉的昆虫之一，有着独特的发声机制。蝉总科最早的化石发现于三叠纪地层。尽管中生代蝉总科化石较为丰富，但多是保存在岩石中的翅膀标本，因此学界目前对蝉总科的早期演化历史特别是古生态习性还知之甚少。 南古所姜慧、王博、张海春等人总结和分析了中生代蝉总科的化石记录，并重新检视了保存有完整身体结构的化石与现生螽蝉科和蝉科的解剖学结构。本次研究的化石材料来自缅甸白垩纪中期（距今约1亿年前）的克钦琥珀。 研究发现，中生代蝉总科昆虫化石包含了蝉总科、螽蝉科和蝉科的干群。先前归入螽蝉科的一些中生代化石，在系统发育关系上可能更接近现代蝉科。推测现代蝉科和螽蝉科的两个谱系至少在中侏罗世就已经出现分化。 由于化石保存问题，昆虫化石的分类通常依赖于保存下来的部分形态特征。本次研究对蝉的成虫和若虫的局部结构进行了形态空间分析。研究发现，蝉科化石中高度特化的同源结构可能包含了先前所忽略的过渡特征。研究结果初步阐明了蝉总科化石系统发育关系以及形态和生态习性的早期演化历史，并重建了化石和现生蝉总科类群的系统发育关系。 声音信号是许多动物传递信息的重要手段。现生蝉科类群能够发出昆虫中最响亮的声音，“歌声”高亢，最大可达120分贝。研究首次在蝉总科化石中发现了鼓膜结构。研究发现，鼓膜结构存在于所有蝉总科干群中，且雌性和雄性均保存有鼓膜结构，因此鼓膜结构代表了蝉总科的一个祖征。 化石研究表明，白垩纪中期的蝉可能没有复杂的发声和听觉器官，它们无法发出响亮的声音，更可能像现代螽蝉一样通过基质传递振动信号进行交流。 “研究结果强调了化石所提供的独特和过渡性特征在认识生物演化中的重要性，凸显了昆虫在远古森林生态系统中关键的生态角色，为更全面了解中生代森林生态系统的特征和演化历程以及地下—地上生态系统联系提供了重要证据。”姜慧表示。 《光明日报》（2024年01月13日 04版） [ 责编：王宏泽 ]2024-01-15
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【中国新闻网】中外科学家发现约1亿年前的蝉并非“大嗓门”中新社南京1月12日电 (徐珊珊)据中国科学院南京地质古生物研究所12日消息，中外科研人员近期对约2.3亿年前至6600万年前蝉总科化石进行系统分析，揭示蝉的早期演化历史，发现约1亿年前的蝉并非“大嗓门”。 中新社南京1月12日电 (徐珊珊)据中国科学院南京地质古生物研究所12日消息，中外科研人员近期对约2.3亿年前至6600万年前蝉总科化石进行系统分析，揭示蝉的早期演化历史，发现约1亿年前的蝉并非“大嗓门”。 该研究论文近日发表在国际学术期刊《自然 通讯》(Nature Communications)上。 科研人员运用光学显微镜、显微计算机断层扫描成像技术等，对蝉总科昆虫的早期演化历史、行为、形态演化规律等进行较为系统的研究。研究结果初步阐明了蝉总科化石系统发育关系以及形态和生态习性的早期演化历史，并重建了化石和现生蝉总科类群的系统发育关系。 研究论文第一作者、中国科学院南京地质古生物研究所博士姜慧表示，现生蝉科昆虫最大能发出近120分贝的响亮声音。此次研究首次在蝉总科化石中发现了鼓膜结构，白垩纪中期的蝉可能没有复杂的发声和听觉器官，它们无法发出响亮的声音，更可能像现代螽蝉一样通过基质传递振动信号进行交流。 研究还发现了白垩纪中期蝉总科末龄幼虫及其蝉蜕的化石，它们具有与现代蝉幼虫相似的前足，具有抓握能力，这表明它们具有强大的土壤挖掘和运输能力，可能演化出了与现代蝉幼虫类似的地下生活习性。(完)2024-01-15
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【现代快报】1亿年前的“沉默蝉”化石你见过吗？它们很可能不会叫现代快报讯（记者 是钟寅 储希豪）说起蝉这种动物，很多人的脑海中都会浮现起“知了知了”的蝉鸣。但随着科学家对远古蝉的深入研究，他们发现早期的蝉可能无法发出响亮的声音。2024年1月8日，《自然-通讯》（Nature Communications）发表了中国科学院南京地质古生物研究所科研人员与多国学者合作的研究成果。 鎮ㄤ娇鐢ㄧ殑娴忚鍣ㄤ笉鏀寔鎴栨病鏈夊惎鐢 avascript, 璇峰惎鐢 avascript鍚庡啀璁块棶! [video:1亿年前的“沉默蝉”化石你见过吗？] 现代快报讯（记者 是钟寅 储希豪）说起蝉这种动物，很多人的脑海中都会浮现起“知了知了”的蝉鸣。但随着科学家对远古蝉的深入研究，他们发现早期的蝉可能无法发出响亮的声音。2024年1月8日，《自然-通讯》（Nature Communications）发表了中国科学院南京地质古生物研究所科研人员与多国学者合作的研究成果。 蝉总科的系统发育和形态空间分析 1亿年前，蝉并不“聒噪” 声音信号是许多动物传递信息的重要手段。现生蝉科类群能够发出昆虫中最响亮的声音，最大可达120分贝。如今，蝉总科包括两个科：全球广布的蝉科和仅存于澳大利亚的螽蝉科。通常，雄性鸣蝉利用发达的鼓膜肌牵引鼓膜致使其来回弯曲产生声音，腹部作为共振腔进一步放大这些声音。与之不同，螽蝉虽有鼓膜和鼓膜肌，但不发达，并缺乏共振腔，它们不发出鸣叫声，而是通过传输振动信号进行交流。两种截然不同的信号传递机制，引发了科学家对蝉类发声结构及其行为演化的推测。化石和现生若虫特化的挖掘前足 仅靠现生物种难以准确判断蝉的演化历程，化石证据具有重要意义。蝉总科最早的化石发现于三叠纪地层。中生代（约2.3亿年前到0.65亿年前，分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪）蝉总科化石较为丰富，但多是保存在岩石中的翅膀标本，这使得目前对蝉总科的早期演化历史特别是古生态习性还知之甚少。缅甸克钦琥珀中蝉总科成虫、若虫和蝉蜕化石 11枚约1亿年前的缅甸白垩纪中期克钦琥珀，以及新技术应用成为了解谜的“钥匙”。南京古生物所姜慧博士在研究员王博、张海春的指导下，利用光学显微镜、计算机断层扫描成像技术（Micro-CT）、系统发育和形态空间等分析方法总结和分析了中生代蝉总科的化石记录，并重新检视了保存有完整身体结构的化石和现生螽蝉科和蝉科的解剖学结构。研究发现，中生代蝉总科昆虫化石包含了蝉总科、螽蝉科和蝉科的干群。先前归入螽蝉科的一些中生代化石，在系统发育关系上可能更接近现代蝉科。推测现代蝉科和螽蝉科的两个谱系至少在中侏罗世就已经出现了分化。 研究结果初步阐明，蝉总科化石系统发育关系以及形态和生态习性的早期演化历史，并重建了化石和现生蝉总科类群的系统发育关系。通过对这些过渡特征结构进行更细致的研究可以更精确地理解形态特征的演变，并有助于阐明昆虫宏演化的模式。显微CT数据重建的化石和现生蝉总科的身体结构 它们是以植物汁液为食 研究首次在蝉总科化石中发现了鼓膜结构，这也是在化石记录中的首次报道。研究发现鼓膜结构存在于所有蝉总科干群中，且雌性和雄性均保存有鼓膜结构，因此鼓膜结构代表了蝉总科的一个祖征。化石研究表明，白垩纪中期的蝉可能没有复杂的发声和听觉器官，它们无法发出响亮的声音，更可能像现代螽蝉一样通过基质传递振动信号进行交流。 研究还报道了白垩纪中期蝉总科末龄幼虫和蝉蜕化石，这是目前已知最早的蝉总科末龄幼虫化石记录。它们具有与现代蝉幼虫相似的前足，呈镰刀状胫节与扩张膨大的股节相契合形成抓握结构。这些特征表明，它们具有强大的土壤挖掘和运输能力，可能演化出了与现代蝉幼虫类似的地下生活习性。化石幼虫具有明显增大、膨胀的前唇基和后唇基，且两侧肌肉痕迹明显，以及长刺吸式口器。这与蝉总科现生类群的唇基和口器形态相似，表明它们极可能已经演化出强大的食窦肌，能够克服负压和刺穿植物木质部导管以吸取木质部汁液为食。中生代森林中蝉的生态场景示意图 研究揭示了中生代中期蝉幼虫化石与成虫化石不同的生态位和生存策略。考虑到新发现的化石材料及早期化石记录，中生代中期蝉总科个体在生命周期不同阶段已经表现出鲜明的生态位分化，地下地上之间的生物量的转变，以及类似于现代蝉总科生命周期对生态系统产生的影响。 该研究成果于2024年1月8日发表于《自然-通讯》（Nature Communications），得到了国家自然科学基金委、中国科学院的资助。 图片来源：中国科学院南京古生物研究所 编辑：李蔚蔚2024-01-15