科研进展

琥珀化石揭示白垩纪萤火虫触角演化与生物发光

发布时间:2026-07-29 打印

昆虫感知环境和传递信息的能力,是其实现高度多样化的重要基础。在漫长的演化历史中,昆虫发展出了复杂的感觉器官,可以利用气味、声音、颜色以及生物发光等多种媒介进行信息传递。然而,由于软组织和精细结构极难保存,科学家对于这些复杂感知与通讯系统究竟何时出现、如何演化,以及不同信号方式之间如何相互作用,仍然缺乏直接的化石证据。

近期,中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源研究团队研究员蔡晨阳以及布里斯托大学联合培养博士生李言达等联合国内外同行,在白垩纪中期缅甸琥珀中发现了一种独特的萤类甲虫新属:陨枝光萤属(Icaroramus)。根据系统发育分析,该属可能属于已经灭绝的白垩光萤科(Cretophengodidae)。化石拥有高度复杂的触角结构,同时还完好保存了腹部的发光器官。这两种特征罕见地同时保存于同一化石个体,为探索萤火虫及其近缘类群感觉和信号系统的早期演化提供了重要证据。该项研究成果已于近日在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》(Proceedings of the Royal Society B)上。

陨枝光萤最引人关注的特征是其独特的触角结构。该虫具有12节触角,其中第411节上各着生有两对形态不同的侧枝:位于触角节基部的一对侧枝较长,末端扩展,具粗毛;位于触角节中部的一对侧枝则相对较短而纤细,仅具细毛。这种在单个触角节上同时出现两对不同形态侧枝的异栉状触角(heteroramose antenna)在整个鞘翅目中具有独特性。从发育演化角度看,这种特殊触角可能源于触角分节机制在单个触角节内被部分重新激活,形成了额外的分枝结构。

现生昆虫中,不少依靠化学通讯寻找配偶的类群往往具有较发达的分枝触角,以提对空气中微量信息素的探测效率。陨枝光萤具有高度复杂的分枝触角,据此推测,其在寻找配偶过程中很可能也主要依赖信息素信号。此外,其两类触角侧枝在形态上存在明显差异,这种分化可能反映触角内部的嗅觉功能分工,使其能够对不同类型的化学信号产生响应。这种高度特化的化学通讯能力表明白垩纪萤类昆虫在生态适应方面已经呈现出较高的复杂性。

与触角功能相比,腹部发光器的具体作用则更难直接从化石中确定。现生萤火虫中,依赖光信号寻找配偶的类群通常具有相对简化的触角,而陨枝光萤却同时拥有发达的发光器和高度复杂的分枝触角。这种特征组合与现生主要依赖光信号寻找配偶的萤火虫并不一致,因此陨枝光萤中的发光器更可能承担警戒防御等非性功能,也不能完全排除发光已经开始参与配偶搜寻的可能性。

上所述,陨枝光萤表明在约一亿年前的白垩纪时期,萤类昆虫已经同时具备高度特化的感觉结构和发光能力,为理解萤火虫复杂信号系统的起源提供了新的化石证据。

本研究得到了国家重点研发计划的资助。画师杨定华绘制了复原图。

论文相关信息:Li, Y.-D.*, Kundrata, R., Huang, D., Tin Aung Myint & Cai, C.* (2026) A firefly relative that smelled and glowed: evidence for complex signalling systems in Cretaceous lampyroids. Proceedings of the Royal Society B, 293, 20260295. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.0295.


佩氏陨枝光萤Icaroramus perisi)与其独特的异栉状触角

系统发育分析揭示陨枝光萤Icaroramus的系统地位

生态复原图,展示白垩纪森林中发光的陨枝光萤


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