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1.6亿年前潮湿温暖的北京是昆虫的世界(图)

http://www.sina.com.cn 2004年09月15日 10:35 北京科技报

  文/杨猛

1.6亿年前潮湿温暖的北京是昆虫的世界(图)
一只昆虫和一片树叶构成了国画般的隽永画面,它记录了火山爆发前的片刻宁静
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1.6亿年前潮湿温暖的北京是昆虫的世界(图)
昆虫化石
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1.6亿年前潮湿温暖的北京是昆虫的世界(图)
竹节虫化石

  首都师范大学生物系历时十几年对北京及周边地区的化石勘探表明,1.6亿年前的北京比今天要潮湿温暖,那是一个昆虫的世界,生活着今天已经绝迹的大量昆虫,天上,地上,水中,种类丰富的昆虫聚集在燕辽地区,棕榈树、泉水旁,是这些昆虫的家园。

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  1.6亿年前的北京是个什么样子?

  1.6亿年前的一天,火山突然爆发,岩浆肆虐,打破了北京的宁静,所有的动植物全部被融化,销毁,掩埋,一切成为永恒。当火山恢复平静,大地空空如也,似乎什么都没有发生。

  --这不是科幻电影的场景。近日,记者在首师大进化生物学实验室,有幸看到了这幅还没有完成的生物群落恢复和生态模拟图。首都师范大学生物系历时10年对北京及周边地区所作的昆虫化石勘探,近日成功复员了北京1.6亿年前的真实容貌。目前科研人员正在进一步研究,力争解开众多动植物突然消亡之谜。

  主持这一课题的任东教授拿着一块薄薄的化石,指着上面一只美丽的蝴蝶样的小昆虫介绍说,这是美玲化石,就是在不久前的勘探中无意得到的。

  美玲是一种长翅目昆虫,目前世界上现生的只有一种,而且只分布在南美洲的智利。此次的发现让生物学家惊喜的同时又百思不得其解:美玲1.6亿年显然是在中国北京附近出没,中国肯定是它的起源地之一,但是后来它为什么突然在中国消失,又远涉重洋,重新出现在遥远的智利?

  说起这块珍贵化石的来历,任东教授说,多亏了一位热心的新加坡化石爱好者,得知他们正在北京周边地区进行化石勘探,于是将这块他从当地农民手中收购的宝贝无偿奉送。

  任东教授所在的课题小组是一群热爱昆虫的人,他们希望从昆虫小小的身躯上面,读出无穷丰富的信息,来解读生态环境的秘密和变迁。

  最初他们选择在北京的丰台云岗等地进行化石勘探采集,那里也有丰富的昆虫化石资源,这个时间可以上溯到1995年,后来这块他们经常光顾的地方因为经济原因被人为圈起,于是课题小组转战内蒙古赤峰宁城附近,每年都要去那里工作一段时间。宁城属于北京周边地区,具有同样的地理构造,在生物和地理结构上,亦同属于燕辽地区。

  几年下来,光运回来的化石标本就有好几卡车。经过仔细梳理,科研人员一共发现了17个目,大约360多种昆虫。许多在今天已经看不到了,有的个体形态、机能也发生了巨大改变,而这些已经确定的化石,仅仅占到发掘化石总量的不足十分之一。“少说也得三四千种。”任东说,大量的解密工作正在进行。

  当时的北京湖泊众多,温暖潮湿,气温比今天高。北京所处的燕辽地区在中生代是昆虫的重要起源与演化中心之一。

  他们所开采的昆虫化石主要集中在侏罗纪。一个是1.6亿年前的侏罗纪中期,一个是大约1.4亿年到1.2亿年前的侏罗纪晚期。任东教授介绍说,通过对昆虫化石的研究分析,可以读出丰富的信息。

  他们所发掘采集到的昆虫化石,种类分布十分广泛,海陆空都有,生态量很广。

  尤其令他们感兴趣的是,在勘探中居然发现了白蚁化石,白蚁目前只在南方生存,喜欢闷热潮湿的环境。

  科研人员由此推断,1.6亿年前的北京,也有着温暖潮湿的气候,温度比今天要高。发现大量的水生昆虫化石,又说明那时的北京湖泊众多,从化石的地质构造上分析,1.6亿年前的北京到处是山间盆地,有山有水,棕榈,松柏大量繁殖。

  许多谜团也让科研人员困惑。比如前面提到的美玲化石,现在世界仅存的一种美玲在智利。而北京美玲化石的发现已经证实这里才是它最早的起源地。而它现身南美,堪称最早的“生物入侵事件”。这块化石背后发生的故事肯定十分曲折。

  研究人员相信,我国北方在中生代是昆虫的重要起源与演化中心之一,之后这些原始类群随着泛大陆的裂解扩散到世界各地,形成现在的分布格局。

  通过化石和实物比较,可以发现许多昆虫在形态上发生了很大变化。比如竹节虫,在我国是首次发现它的化石。现在的竹节虫前翅已经退化,后翅十分发达,而发掘的竹节虫化石则反映出,当时这种昆虫前后翅一样发达,说明从前它飞行能力很强,现在的竹节虫飞行能力极弱且有拟态现象,这反映出竹节虫现在的天敌远远多于1.6亿年前。那时,竹节虫强有力的翅膀可以帮助它主动躲避敌人的袭击。

  任东教授说,几乎每一块化石背后都有一个关于生物进化的曲折故事。

  任东还首次利用昆虫食物形成的印痕化石对竹节虫的内部消化器官构造进行研究,首次分辨出清晰的食道,嗉囊,中肠,直肠。与现在竹节虫比较发现,尽管外部形态已是沧海桑田,但是内部消化器官极为相似,说明内外部器官的演化速度明显不同。

  一场突如其来的火山爆发让北京昆虫世界永远消失。

  任东教授告诉记者,在已经整理出来的昆虫化石中,发现比较多的是蜻蜓和蟑螂。

  1.6亿年前的蜻蜓飞行能力极强,可以跨洲际飞行,而当时鸟尚没有进化到自由飞行,只能低空滑翔。通过和国外比如欧洲对比发现,有的蜻蜓甚至可以是同一个种,这对于地层时代的确定有着重要意义。

  “因为国外的地层确定已经解决了,通过同种昆虫化石的相互参照,无疑对确立我国相应地质地层的时代起到重要作用。”任东介绍。

  由此任东说到昆虫化石的重要意义。因为昆虫种类多,数量多,从已经采获的大量昆虫化石来看,除了大量的水生昆虫之外,生活在土壤、森林或草地、沼泽、高山等各种陆地环境的昆虫也有显著数量,因此昆虫化石所反映的环境信息不是单一的,不像鱼类只能反映水中的情况。所以昆虫的世界反映的地质情况更全面,更真实。

  那么,这么多的昆虫,这么多的种类,为什么都消失了?1.6亿年前究竟发生了什么?任东的解读是:一场突如其来的火山爆发将北京的昆虫世界永远埋葬。

  因为在发现的昆虫化石中,有大量凝灰质火山灰存在。

  在众多昆虫化石的上下层都伴生着这种沉积石,这是火山喷发的直接证据。所发掘的昆虫化石种类如此丰富集中,也反映出,因为火山爆发,不同生态位的昆虫都被埋葬在了同一个地点,说明是在同一时间来自一个外部的灾变导致了这一切。因为火山岩溶以及火山喷发生成的大量有害气体,生活在北京及周边的昆虫大面积集体死亡,并且被岩溶冲击埋在湖泊中。而这个如今昆虫化石大量被发现的地点,任东说,昆虫化石之多,只能用“密密麻麻”来形容。


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