在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助下,首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授任東和他的博士生黃建東,在對(duì)中國(guó)北方中生代著名的熱河生物群中
的昆蟲(chóng)化石研究中，發(fā)現(xiàn)中國(guó)義縣組原被認(rèn)為是類蜉蝣屬的化石應(yīng)歸入美麗蜉蝣屬，三尾類蜉蝣可能僅分布在西伯利亞的外貝加爾和蒙古共和國(guó),，近百年來(lái)一直沿用的熱河生物群中所謂三尾類蜉蝣在我國(guó)并不存在。
這項(xiàng)研究成果改寫了在國(guó)際上沿用了100多年的熱河生物群(Jehol Biota)典型代表分子為三尾類蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)的觀點(diǎn),，由于其重要意義,該成果的相關(guān)論文發(fā)表在國(guó)際重要?jiǎng)游飳W(xué)權(quán)威刊物《動(dòng)物分類》(Zootaxa)(1629期)上。
據(jù)任東介紹,，熱河生物群是中生代晚期分布在東亞地區(qū)尤其是我國(guó)遼西,、冀北地區(qū)的一個(gè)非常繁榮的陸相化石群，研究歷史已逾百年,。近年來(lái)相繼發(fā)現(xiàn)早期鳥(niǎo)類,、帶毛恐龍、哺乳動(dòng)物,、原始被子植物及訪花昆蟲(chóng)化石,，引起了國(guó)際科學(xué)界的廣泛關(guān)注，目前已有近百篇相關(guān)研究論文在國(guó)際頂級(jí)期刊如Nature,，Science上發(fā)表,。
而三尾類蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)、東方葉肢介(Eosestheria),、狼鰭魚(yú)(Lycoptera)是熱河生物群的3個(gè)典型分子,，它們?cè)诖_定地層歸屬與熱河生物群的分布范圍上意義重大，因此熱河生物群又被稱為E-E-L生物群,。“以前在中國(guó)熱河生物群中發(fā)現(xiàn)的蜉蝣化石,，由于缺乏專業(yè)研究，長(zhǎng)期以來(lái)都被我國(guó)學(xué)者歸為所謂的三尾類蜉蝣,，在各類文獻(xiàn)和教科書中出現(xiàn)的頻率很高，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有300余篇的論文及專著涉及到它,。我們最近的研究發(fā)現(xiàn),，這類標(biāo)本的命名存在有明顯的錯(cuò)誤。”任東說(shuō),。
繁雜的準(zhǔn)備工作
作為一類非常古老的類群,，雖然三尾類蜉蝣昆蟲(chóng)已經(jīng)絕滅。但是由于其原始的脈序和獨(dú)特的系統(tǒng)地位,，該類化石的研究不僅對(duì)探討蜉蝣類群的起源,、進(jìn)化和生活習(xí)性及恢復(fù)當(dāng)時(shí)的生態(tài)環(huán)境等方面具有重要的意義，而且對(duì)于研究其他有翅昆蟲(chóng)及其翅的起源與演化,，以及不同地質(zhì)時(shí)期古地理,、古氣候、地球演變和生物進(jìn)化等具有重要的參考價(jià)值。任東向記者介紹說(shuō),。
據(jù)悉,，蜉蝣成蟲(chóng)的生命非常短,古人曾經(jīng)用朝生暮死來(lái)形容它的短暫生命。因此,，蜉蝣成蟲(chóng)化石并不容易形成,，而要采集到適合于研究的完整蜉蝣成蟲(chóng)化石更是難上加難。
黃建東告訴記者,，他們實(shí)驗(yàn)室?guī)资陙?lái)收集加上化石愛(ài)好者的無(wú)償捐贈(zèng)總共也只有不到一百件蜉蝣成蟲(chóng)標(biāo)本,，而就是這些標(biāo)本為接下來(lái)的研究工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在標(biāo)本收集完成后,，研究的進(jìn)一步工作就是對(duì)標(biāo)本進(jìn)行篩選,，并且在顯微鏡下觀察篩選出來(lái)的標(biāo)本，將觀察結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的三尾類蜉蝣進(jìn)行系統(tǒng)比對(duì),。“這是非常繁瑣和枯燥的工作,。”黃建東說(shuō)，“我要把有研究意義的化石標(biāo)本手工描繪出來(lái),，有時(shí)候一天都無(wú)法完成一個(gè)前翅或者是后翅的繪圖,。”
手工繪圖完成后還需要經(jīng)過(guò)掃描輸入電腦，借助專門的圖形編輯軟件進(jìn)行處理,。
另外,，由于熱河生物群中的三尾類蜉蝣首先由俄羅斯科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，目前相關(guān)的權(quán)威文獻(xiàn)大多是俄文的,，研究時(shí)必須對(duì)那些文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯,，這也需要花費(fèi)巨大的心血。
偶然中的必然發(fā)現(xiàn)
在日復(fù)一日耐心細(xì)致的工作中,，黃建東意外發(fā)現(xiàn)自己觀察的采自遼寧北票、義縣和河北平泉的義縣組的蜉蝣標(biāo)本與國(guó)外文獻(xiàn)中標(biāo)準(zhǔn)的三尾類蜉蝣和類蜉蝣屬其他成蟲(chóng)標(biāo)本在翅展,、脈序,、中胸背板特征等存在較明顯差異。
黃建東觀察的標(biāo)本與典型的三尾類蜉蝣的不同點(diǎn),，總結(jié)起來(lái)主要有4點(diǎn)：前翅前緣脈(C)和徑脈(RA)之間的末端翅膜加厚,；徑分脈(RS)的后支(RSp)不分叉；在前翅MP2和CuA1 之間有明顯的閏脈(intercary vein),；前翅的翅展在32mm~38.5mm,，后翅略長(zhǎng)于前翅的1/2。任東課題組據(jù)此建立了蜉蝣新屬——美麗蜉蝣屬(Epicharmeropsis),，并建立了兩個(gè)新種：E. hexavenulosus,，E. quadrivenulosus,。
俄羅斯著名的古生物學(xué)家Nina. D. Sinitshenkova獲悉這個(gè)消息后，特地來(lái)到任東所在的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證,，在共同進(jìn)行了一個(gè)多月的研究后,，她率先認(rèn)可了這個(gè)研究成果。
對(duì)于這個(gè)結(jié)果,，任東并不感到意外,。他告訴記者，他的導(dǎo)師洪友崇先生早年對(duì)蜉蝣化石進(jìn)行研究時(shí)就曾經(jīng)提出了疑問(wèn),，但是由于信息不暢,，化石標(biāo)本占有不夠等原因未能找到更多的證據(jù)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。
在獲得了相對(duì)充足的標(biāo)本,，能夠進(jìn)行較為系統(tǒng)的比對(duì)后,，這個(gè)發(fā)現(xiàn)也就水到渠成了。當(dāng)然,，黃建東的細(xì)致工作也是研究取得進(jìn)展的重要因素,，任東并沒(méi)有掩飾對(duì)自己學(xué)生的贊賞。
期待連鎖反應(yīng)
任東告訴記者,，目前,，蜉蝣目化石的研究?jī)?nèi)容不再限于形態(tài)的描述，還涉及生態(tài),、地理分布,、地層、系統(tǒng)發(fā)育等方面,。
任東認(rèn)為,，此次研究發(fā)現(xiàn)的新成果可能引發(fā)多米諾骨牌效應(yīng)。
首先,，此次發(fā)現(xiàn)更正了前人的分類錯(cuò)誤,，原被認(rèn)為是類蜉蝣屬的化石應(yīng)歸入美麗蜉蝣屬。近百年來(lái)一直沿用的熱河生物群典型分子組成需要被改寫,。另外,，蜉蝣系譜的劃分也更加明晰。
其次,，作為一種水生昆蟲(chóng)，蜉蝣是按照水系分布的,，種群不同意味著分布水系也不一樣,。例如，黃河流域與長(zhǎng)江流域魚(yú)的種群就不一樣,。所以可以認(rèn)為,，三尾類蜉蝣分布范圍可能縮小為西伯利亞的外貝加爾和蒙古共和國(guó),。
最后，曾經(jīng)有學(xué)者按照水生節(jié)肢動(dòng)物的分布情況,，提出存在古黑龍江水系的觀點(diǎn),。美麗蜉蝣屬的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于古黑龍江水系是否存在,，起碼從昆蟲(chóng)研究觀點(diǎn)來(lái)看還需要進(jìn)一步考證,。
“可以預(yù)見(jiàn)，美麗蜉蝣屬發(fā)現(xiàn)和建立將是一系列古生物學(xué)新發(fā)現(xiàn)的前奏,，我們也希望能夠在接下來(lái)的研究中繼續(xù)作出自己的貢獻(xiàn),。”任東說(shuō)。
