双尾纲(Diplura)是一类非昆虫的六足动物,与弹尾纲、原尾纲共同构成六足动物早期分化的主要支系。双尾虫被认为与昆虫的亲缘关系密切,是理解昆虫起源与早期演化的重要参考类群。我国四川所产的伟蛱𧈢属于国家二级重点保护野生动物。双尾虫广泛分布于多种生态系统,从洞穴、土壤等地下生境到地表枯落物层均有其踪迹,在土壤生态系统中发挥作用。该类群最显著的特征之一是腹部末端高度特化的尾须。由于双尾虫体壁轻质、骨化程度较低,且主要生活于地下环境,形成化石的难度较大,因此其化石记录极为稀少,过去已知最古老的双尾虫化石记录发现于巴西早白垩世地层中。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖团队在我国内蒙古道虎沟生物群(距今约1.65亿年的中侏罗世)中发表了一类罕见的巨型双尾虫化石(图1),将其命名为中华巨蛱𧈢(Sinojapyx giganteus),并据此建立了一个新科——中华蛱𧈢科(Sinojapygidae)。该发现为双尾虫演化历史提供了新的形态学材料,也为重新审视六足动物口器演化和侏罗纪土壤生态系统提供了重要线索。相关成果已在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》(Proceedings of the Royal Society B)。
1. 口器演化:内颚式或非单一起源
六足动物包括常见的昆虫纲,以及原尾纲、弹尾纲和双尾纲等早期分化类群。传统观点认为,除昆虫具有外露的口器(外颚式,Ectognathy)外,其余三个非昆虫类群的口器均包藏于头壳之内(内颚式,Entognathy),因而曾被归入“内口纲”(Entognatha)。
然而,本次发现的中华巨蛱𧈢虽具备典型的双尾虫特征(图1),但其口器却呈现出外颚式的原始形态(尤其是上颚部分外露)(图2)。研究团队提出:六足动物的共同祖先应该具有外颚式口器,而“内颚式”状态在非昆虫六足动物的三大类群中可能并非同源,更可能是各自独立演化的结果。
2. 钳状尾须的“演化中间型”与捕食武器演进
双尾虫中最具代表性的类群之一——蛱𧈢总科(Japygoidea),以其尾部特化的坚硬尾钳(钳状尾须)而著称,通常被认为用于捕食和防御。
系统发育分析研究表明,中华巨蛱𧈢属于现生蛱𧈢总科的干群代表(图3)。与现代蛱𧈢高度特化、内侧带齿的尾钳以及腹节紧密愈合的特点不同,侏罗纪巨型双尾虫的尾钳左右对称,内侧光滑无齿,腹部末端也未出现明显缩短或高度骨化。这一形态组合提示,该化石可能代表了双尾虫尾须从“感应器官”向“高效抓捕武器”演化过程中的过渡形态,揭示了一场历经数亿年的“捕食者与猎物”协同演化的军备竞赛(图3)。
3. 体型超5厘米!是侏罗纪地下生态系统的“顶级猎手”
现生双尾虫大多体型微小(通常小于2厘米),隐居于土壤深层。而中华巨蛱𧈢的体长超过5厘米,比绝大多数现生双尾虫更为庞大,是目前全球已知确切的最古老、也是体型最大的双尾虫化石。
研究团队指出,侏罗纪巨型双尾虫拥有极为强壮、带剧烈弯曲大齿的上颚,以及粗壮的尾钳。在1.65亿年前温暖潮湿的道虎沟森林土壤中,这类巨型双尾虫很可能扮演了类似现代蜈蚣或蝎子的角色——它们隐蔽在枯枝落叶层或土壤缝隙中,依靠强有力的尾钳和上颚伏击过往的小型无脊椎动物,占据了当时侏罗纪土壤食物网的金字塔顶端(图4)。
值得一提的是,道虎沟生物群虽已产出数以十万计的昆虫化石,但双尾虫化石此前从未被发现。本次研究的标本发现于20年前,团队历时数十年野外工作、筛查数十万件标本,仅发现这一件双尾虫标本。该成果也是古生物所现代生态系统起源研究团队围绕六足动物起源与演化的系统性研究之一,此前该团队已在道虎沟生物群报道了最早的跳蚤、纺足目和螳䗛目的化石纪录。西班牙瓦伦西亚大学的学者参与了本项研究。
本研究得到国家重点研发计划等项目的资助。
论文相关信息:Wang Y, Cai C, Sánchez-García A, Sendra A, Huang D. 2026. A giant Jurassic hunter: the earliest dipluran and its implications for hexapod body pattern evolution. Proc. R. Soc. B 293: 20261207. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.1207.

图1 中华巨蛱𧈢整体形态

图2 中华巨蛱𧈢正模标本细节及其与现生类群的对比

图3 双尾纲的系统发育与演化图景

图4 中华巨蛱𧈢的古生态复原图
附件下载: