在國家自然科學(xué)基金重點項目的資助下,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,在對中國北方中生代著名的熱河生物群中
的昆蟲化石研究中,，發(fā)現(xiàn)中國義縣組原被認(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,，近百年來一直沿用的熱河生物群中所謂三尾類蜉蝣在我國并不存在。
這項研究成果改寫了在國際上沿用了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,，由于其重要意義,該成果的相關(guān)論文發(fā)表在國際重要動物學(xué)權(quán)威刊物《動物分類》(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)尤其是我國遼西,、冀北地區(qū)的一個非常繁榮的陸相化石群，研究歷史已逾百年,。近年來相繼發(fā)現(xiàn)早期鳥類,、帶毛恐龍、哺乳動物,、原始被子植物及訪花昆蟲化石,，引起了國際科學(xué)界的廣泛關(guān)注，目前已有近百篇相關(guān)研究論文在國際頂級期刊如Nature,，Science上發(fā)表,。
而三尾類蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)、東方葉肢介(Eosestheria),、狼鰭魚(Lycoptera)是熱河生物群的3個典型分子,，它們在確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，長期以來都被我國學(xué)者歸為所謂的三尾類蜉蝣,，在各類文獻和教科書中出現(xiàn)的頻率很高,，據(jù)不完全統(tǒng)計有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誤,。”任東說。
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已經(jīng)絕滅,。但是由于其原始的脈序和獨特的系統(tǒng)地位,，該類化石的研究不僅對探討蜉蝣類群的起源、進化和生活習(xí)性及恢復(fù)當(dāng)時的生態(tài)環(huán)境等方面具有重要的意義,，而且對于研究其他有翅昆蟲及其翅的起源與演化,，以及不同地質(zhì)時期古地理、古氣候,、地球演變和生物進化等具有重要的參考價值,。任東向記者介紹說。
據(jù)悉,，蜉蝣成蟲的生命非常短,古人曾經(jīng)用朝生暮死來形容它的短暫生命,。因此，蜉蝣成蟲化石并不容易形成,，而要采集到適合于研究的完整蜉蝣成蟲化石更是難上加難,。
黃建東告訴記者，他們實驗室?guī)资陙硎占由匣瘣酆谜叩臒o償捐贈總共也只有不到一百件蜉蝣成蟲標(biāo)本,，而就是這些標(biāo)本為接下來的研究工作打下了堅實的基礎(chǔ),。
在標(biāo)本收集完成后，研究的進一步工作就是對標(biāo)本進行篩選,，并且在顯微鏡下觀察篩選出來的標(biāo)本,，將觀察結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的三尾類蜉蝣進行系統(tǒng)比對。“這是非常繁瑣和枯燥的工作,。”黃建東說,，“我要把有研究意義的化石標(biāo)本手工描繪出來，有時候一天都無法完成一個前翅或者是后翅的繪圖,。”
手工繪圖完成后還需要經(jīng)過掃描輸入電腦,，借助專門的圖形編輯軟件進行處理。
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)威文獻大多是俄文的，研究時必須對那些文獻進行翻譯,，這也需要花費巨大的心血,。
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)本與國外文獻中標(biāo)準(zhǔn)的三尾類蜉蝣和類蜉蝣屬其他成蟲標(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,，總結(jié)起來主要有4點：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獲悉這個消息后,，特地來到任東所在的實驗室進行驗證，在共同進行了一個多月的研究后,，她率先認(rèn)可了這個研究成果,。
對于這個結(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蜉蝣化石進行研究時就曾經(jīng)提出了疑問，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)來進行驗證,。
在獲得了相對充足的標(biāo)本，能夠進行較為系統(tǒng)的比對后,，這個發(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展的重要因素,，任東并沒有掩飾對自己學(xué)生的贊賞,。
期待連鎖反應(yīng)
任東告訴記者，目前,，蜉蝣目化石的研究內(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，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，黃河流域與長江流域魚的種群就不一樣,。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。
最后,，曾經(jīng)有學(xué)者按照水生節(jié)肢動物的分布情況,，提出存在古黑龍江水系的觀點。美麗蜉蝣屬的發(fā)現(xiàn),，對于古黑龍江水系是否存在,，起碼從昆蟲研究觀點來看還需要進一步考證。
“可以預(yù)見,，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的研究中繼續(xù)作出自己的貢獻。”任東說,。
