image: 中生代发现的竹节虫化石，其中（a）粗壮近脉䗛（Adjacivena grossa）和（b）古老永䗛（Ambrotophasma vetulum）来自中国内蒙古中侏罗统地层，（c）管状薄片䗛（Elasmophasma longitubus）来自缅甸北部白垩纪中期琥珀，（d）竹节虫枝状拟态可能的演化模式，（e-h）竹节虫代表类群的胸部结构图，（i）竹节虫胸部可能的演化模式示意图以及前、中、后胸长度统计图。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
竹节虫（又称䗛目）是昆虫纲中“枝状拟态”和“叶状拟态”最明显和多样化的类群。现生的杆状竹节虫和叶状竹节虫通常模拟各种植物的树枝和树叶，呈现了令人惊讶的拟态行为。然而，竹节虫的化石记录却非常稀少，大多数已经报道的一亿年以前的竹节虫都缺乏与“枝状拟态”相关联的外部特征。
近日，《科学通报》杂志在线发表了首都师范大学研究团队有关竹节虫“枝状拟态”早期演化的一项成果。该研究分析了采自中国内蒙古中侏罗统地层（约1.65亿年以前）和缅甸北部白垩纪中期琥珀（约0.99亿年以前）中的三个竹节虫化石类群，这些新标本为我们展示了竹节虫在早期演化过程中，从粗壮的体型逐渐变细长，最终形成现生竹节虫“枝状拟态”的可能演化模式。
研究人员统计分析了中生代所有保存较完整的竹节虫化石标本来进一步认识这种演化趋势。结果显示，中胸和后胸在竹节虫的演化过程当中发生了明显的延长，而前胸却相对变得更加短小，表明竹节虫在演化过程中不仅整个身体变得更加细长，中胸和后胸的延长在其枝状拟态的演化中也起了重要的作用。另外，该研究还发现白垩纪时期竹节虫的后胸和第一腹节就已经发生了融合，同时足部也明显延长，进而增强了竹节虫这种“枝状拟态”的效果。
研究人员认为，中生代竹节虫体型的这些改变可能与白垩纪早期被子植物的辐射演化有关，因为现存竹节虫的主要食物来源就是被子植物的花和叶子。被子植物在白垩纪时期开始繁盛，为竹节虫枝状拟态的演化提供了关键而多样的环境条件，也进一步促进了竹节虫类群的分化。
研究详情请见原文：
Yang Hongru, Engel Michael S., Zhang Weiwei, Ren Dong, Gao Taiping. Mesozoic insect fossils reveal the early evolution of twig mimicry. Science Bulletin, 2022, 67(16): 1641-1643
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927322002912
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Science Bulletin