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本報南京6月4日電（記者蘇雁 通訊員姬尊雨） 近期，中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱“中科院南古所”）博士生張前旗在王博研究員和張海春研究員的指導下，與廣西地質調查院等合作，對我國南方多個地區(qū)的中生代早期陸相地層開展了調查工作。研究人員在廣西賀州市西灣盆地下侏羅統(tǒng)石梯組中發(fā)現(xiàn)了豐富的海陸相動植物化石，建立了“西灣生物群”并揭示了最古老的昆蟲婚飛行為，這也是迄今最古老的昆蟲資源脈沖現(xiàn)象。該成果為深入了解中生代湖泊生態(tài)系統(tǒng)的特征和演化歷程，以及水-陸生態(tài)系統(tǒng)間的聯(lián)系提供了重要證據(jù)，相關成果發(fā)表于《地質學》和《歷史生物學》期刊。

每年的夏季，是白蟻等昆蟲羽化之后集群繁殖的高峰期，這種現(xiàn)象被稱為婚飛。昆蟲的婚飛行為等現(xiàn)象又是資源脈沖效應的體現(xiàn)。資源脈沖是指短時間內出現(xiàn)大量可用資源的事件。在自然界中，資源波動有時以脈沖形式發(fā)生，呈現(xiàn)出頻率低、強度高和持續(xù)時間短等特征，是不同生態(tài)域之間能量、營養(yǎng)和生物量運移的一個重要機制。盡管該現(xiàn)象廣泛存在于現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)中，但科學界一直對其在地質歷史中的記錄所知甚少。

西灣盆地在中生界研究歷史悠久，本次研究團隊開展了地層學、古植物學、古昆蟲學、沉積學多科學的綜合性研究，將石梯組發(fā)現(xiàn)的鯊魚卵鞘、昆蟲以及植物等化石與前人報道過的其他化石綜合命名為“西灣生物群”。

基于沉積學、埋藏學分析，該研究揭示了最古老的昆蟲婚飛行為。研究團隊在石梯組發(fā)現(xiàn)了一層壯觀的蜉蝣成蟲集群化石。這些蜉蝣為新分類群——張氏侏羅沙蜉，歸入沙蜉科，在分類位置上屬于蜉蝣的基干類群。這是沙蜉科在中國的首次發(fā)現(xiàn)，并且是該科已知保存最完整的化石。

石梯組下部水平紋層發(fā)育，化石層中蜉蝣成蟲互相重疊，蟲體朝向各異?；瘜又?81只成蟲方向的統(tǒng)計數(shù)據(jù)圖顯示，這些蜉蝣化石無明顯的定向性。這種大量同種蜉蝣成蟲集中保存在同一層面上，同時又缺少其他生物類群，反映了它們當時的集群生活習性。蜉蝣集群婚飛行為過去僅發(fā)現(xiàn)于蜉蝣冠類群中，本次發(fā)現(xiàn)表明這種復雜的集群婚飛行為在早侏羅世就已經(jīng)存在于蜉蝣基干類群中。

這一研究還揭示了最古老的昆蟲資源脈沖效應。當水生昆蟲從水中羽化、擴散到陸地并尋找配偶時，它們便成了陸地食物網(wǎng)的重要組成部分。研究結果表明，侏羅紀蜉蝣短時間之內從水中集群羽化，形成了從水到陸的昆蟲“脈沖”，這可能會導致濱水棲息環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)通量的巨大變化，進而影響基礎生態(tài)、生物地球化學循環(huán)。

“作為水生昆蟲的代表，蜉蝣昆蟲短時間內集中羽化形成了一次資源脈沖事件，凸顯了昆蟲在深時陸地生態(tài)系統(tǒng)中關鍵的生態(tài)角色，蜉蝣昆蟲在從水生生態(tài)系統(tǒng)到周圍陸地生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)運輸中發(fā)揮了重要作用。這種水生-陸生生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系可能是中生代湖泊生態(tài)系統(tǒng)中能量運移的重要特征?！睆埱捌煺f。