美國三疊紀化石中發現直翅目昆蟲存在一種特殊的翅痣結構

短脈螽科昆蟲化石翅膀的掃描電子顯微成像及能譜分析：電子束Z軸對比
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學院南京地質古生物研究所：獲得飛行功能是動物界將生存空間拓展到三維空間的標誌性事件，通過翅膀來獲得飛行功能的動物主要有昆蟲、鳥類和極少數哺乳動物。昆蟲在演化曆史中發展出多種類型的飛行模式，其中蝗蟲類等具有極強的飛行能力，可以在數千公裏的大陸內遷移。然而包括現生蝗蟲在內的的蝗亞目的起源問題，長期以來一直存在極大爭議。近年來，係統學觀點認為中生代絕滅類型短脈螽類昆蟲與蝗亞目的起源有密切關係。
近期，中國科學院南京地質古生物研究所“現代陸地生態係統起源與早期演化研究團隊”利用掃描電鏡和能譜分析技術，從美國三疊紀昆蟲標本中發現直翅目昆蟲存在一種特殊的翅痣結構。和現生的直翅目昆蟲不同，該絕滅類型存在可以保持飛行穩定性的翅痣結構，代表了一種新的飛行模式。
該項研究是南京古生物所方豔工程師與美國弗吉尼亞理工大學肖書海教授團隊以及伊利諾伊州立大學的科研人員共同完成的。利用掃描電子顯微鏡不同探頭的探測差異，以及電壓與探測深度之間的相關性，對樣品進行Z軸掃描。過去的觀點認為掃描電鏡隻能探測樣品表麵信息，然而具體的探測深度和化石保存厚度之間的關係較少有具體認識。新的研究表明，在碳質壓膜化石表麵，不同厚度是可以通過電壓與探測深度之間的相關性進行詳細研究的，這一方法為研究碳質壓膜化石較深層信息保存打開新窗口。
本次研究發現直翅目短脈螽科昆蟲前翅存在一種特異翅痣結構，這種特異翅痣結構在現生直翅目昆蟲中並不存在，現生直翅目昆蟲通過肌肉的收縮與舒張提供動力，利用前後翅的扇麵結構，擾動周圍空氣獲得升力和向前動力。然而，已經絕滅的短脈螽科昆蟲雖然翅膀的外形與現生直翅目相似，卻具有可以飛行的特異翅痣結構。這種翅痣結構通常認為用來保持飛行的穩定性，在現生的蜻蜓類、蜂類中也存在不同結構的翅痣。然而通過比較發現，短脈螽科昆蟲的翅痣類型與之不同，其特點是翅痣區不僅僅是角質加厚，而且在翅痣區存在較多明顯的橫脈組合，這種帶橫脈組合的翅痣類型通常被認為是翅痣的原始類型。
短脈螽類昆蟲是直翅目的一個特異類群，其分類位置長期以來一直存在爭議。最近的係統學觀點認為該類型與蝗亞目的起源存在極大的相關性，因此有關短脈螽類昆蟲的研究對現代蝗蟲等蝗亞目的起源和演化有重要意義。雖然短脈螽科昆蟲為中生代一種全球廣布類型，有非常久的研究曆史，然而，關於該科昆蟲的生態習性討論仍然十分缺乏，本研究為短脈螽科昆蟲的生態學研究提供新的實證，同時，新發現的美國短脈螽科昆蟲是該類型在北美大陸的首次報道，也是全球最古老的短脈螽科昆蟲材料。本研究也為了解該類群的起源和古生態習性提供了新的證據。
論文信息：Fang Yan, Muscente A.D., Heads S. W., Wang Bo, Xiao S.H.. (2018). The earliest Elcanidae (Insecta, Orthoptera) from the Upper Triassic of North America. Journal of Paleontology.