北京
1.65亿年前侏罗纪，恐龙们在林间穿行，夜幕之下，另一场“听觉盛宴”正在上演——许多的螽（zhōng)斯，也就是现在俗称的“蝈蝈儿”，正此起彼伏鸣叫，有的甚至发出了超声波。如今，科研团队依靠螽斯化石与多学科技术，复原出侏罗纪螽斯群落的鸣叫声景。
近日，相关成果发表于国际期刊《PNAS》（《美国国家科学院院刊》）。8月29日，记者采访了该论文第一作者四川农业大学农学院教授顾俊杰，请他分享复原远古昆虫“交响曲”的背后故事。
螽斯化石打开远古声音的“钥匙”
在顾俊杰的想象里，1.65亿年前侏罗纪的夏夜，和如今的夏夜颇有几分相似，螽斯们或此起彼伏、或零星鸣叫。
很多人对侏罗纪的声音认知，大多来自影视作品。“电影、纪录片里恐龙的吼叫都是艺术加工的。”顾俊杰说，但是，恐龙、古哺乳动物负责发声的软组织很难保存为化石，而螽斯这种昆虫，依靠翅膀摩擦发声，翅膀上的音锉、音齿结构能够保存在化石之中，为人类解锁远古森林的声音，留下一把“钥匙”。
螽斯是如何鸣叫的？顾俊杰解释，简单来说，它们的发声原理和梳子十分相似。雄性螽斯前翅长有一条布满凸起音齿的音锉，翅膀互相刮擦振动从而发出鸣叫。音锉长短、音齿数量、齿间距的细微差别，都会带来完全不同的鸣声。
“四川籍”螽斯成重建远古合唱参照物种
要复原早已灭绝物种的叫声，需要找到“活的参照物”。本次研究的现生参照物种为长生铁鸣螽，属于鸣螽科孑遗类群。“这类远古螽斯的直系后代全球仅有9个物种，其中5种分布在中国西南，在四川雅安就有分布。”顾俊杰说，之所以选择长生铁鸣螽，是因为它和侏罗纪化石螽斯亲缘关系很近，就相当于远古物种的“后代”。科研人员多次进山采集样本、录制鸣声，标定翅膀振动的各项参数，为化石的力学仿真提供现实依据。
其实，这并不是科研人员第一次复原来自远古的虫鸣。早在2012年，顾俊杰所在的团队就复原出内蒙古道虎沟生物群单一螽斯物种的鸣叫声。
10余年间，团队再次升级研究方法，广泛采集样本，选取了燕辽生物群20件保存完整音锉结构的雄性螽斯化石标本，对应9个远古螽斯物种，借助系统发育基因组、有限元振动模拟、AI时序预测、激光多普勒测振等多学科手段，终于完整重建出侏罗纪中期螽斯群落的声景。
比蝙蝠早一亿年螽斯为何升级“超声装备”？
本次复原的9种螽斯，鸣声频率覆盖5kHz-20.5kHz，有的发出低沉柔和的低频纯音，有的则可以发出20.5kHz的超声波。
以往，学术界主流观点认为蝙蝠是推动昆虫演化出超声通讯的主要力量。但新的研究成果表明，螽斯在1.65亿年前就已能发出超声波，而最早的蝙蝠化石记录距今约5000万年，说明昆虫更早升级“装备”，掌握超声功能比蝙蝠出现早了超1亿年。
“这说明驱动早期螽斯演化出高频鸣声的并不是蝙蝠。”顾俊杰说，他们推测，部分螽斯演化出窄带纯音甚至超声鸣叫，一方面用于求偶吸引雌性，另一方面，特殊的声学信号，会增大哺乳动物定位猎物的难度，成为一种反窃听、反捕食的生存策略。
此外，顾俊杰还分享了一枚“彩蛋”：本次复原的远古螽斯鸣叫声，已经被美国著名导演斯皮尔伯格监制的最新纪录片《恐龙》采用，观众看剧时，能够听见来自侏罗纪的真实虫鸣。
华西都市报-封面新闻记者戴竺芯
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