短脈螽科昆蟲(chóng)化石翅膀的掃描電子顯微成像及能譜分析：電子束Z軸對(duì)比
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所：獲得飛行功能是動(dòng)物界將生存空間拓展到三維空間的標(biāo)志性事件，通過(guò)翅膀來(lái)獲得飛行功能的疊紀(jì)的翅動(dòng)物主要有昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類和極少數(shù)哺乳動(dòng)物。化石昆蟲(chóng)在演化歷史中發(fā)展出多種類型的中發(fā)痣結(jié)飛行模式，其中蝗蟲(chóng)類等具有極強(qiáng)的現(xiàn)直飛行能力，可以在數(shù)千公里的翅目存種大陸內(nèi)遷移。然而包括現(xiàn)生蝗蟲(chóng)在內(nèi)的昆蟲(chóng)的蝗亞目的起源問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)一直存在極大爭(zhēng)議。特殊近年來(lái)，美國(guó)系統(tǒng)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為中生代絕滅類型短脈螽類昆蟲(chóng)與蝗亞目的疊紀(jì)的翅起源有密切關(guān)系。
近期，化石中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所“現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)起源與早期演化研究團(tuán)隊(duì)”利用掃描電鏡和能譜分析技術(shù)，中發(fā)痣結(jié)從美國(guó)三疊紀(jì)昆蟲(chóng)標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)直翅目昆蟲(chóng)存在一種特殊的現(xiàn)直翅痣結(jié)構(gòu)。和現(xiàn)生的翅目存種直翅目昆蟲(chóng)不同，該絕滅類型存在可以保持飛行穩(wěn)定性的昆蟲(chóng)翅痣結(jié)構(gòu)，代表了一種新的飛行模式。
該項(xiàng)研究是南京古生物所方艷工程師與美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)肖書(shū)海教授團(tuán)隊(duì)以及伊利諾伊州立大學(xué)的科研人員共同完成的。利用掃描電子顯微鏡不同探頭的探測(cè)差異，以及電壓與探測(cè)深度之間的相關(guān)性，對(duì)樣品進(jìn)行Z軸掃描。過(guò)去的觀點(diǎn)認(rèn)為掃描電鏡只能探測(cè)樣品表面信息，然而具體的探測(cè)深度和化石保存厚度之間的關(guān)系較少有具體認(rèn)識(shí)。新的研究表明，在碳質(zhì)壓膜化石表面，不同厚度是可以通過(guò)電壓與探測(cè)深度之間的相關(guān)性進(jìn)行詳細(xì)研究的，這一方法為研究碳質(zhì)壓膜化石較深層信息保存打開(kāi)新窗口。
本次研究發(fā)現(xiàn)直翅目短脈螽科昆蟲(chóng)前翅存在一種特異翅痣結(jié)構(gòu)，這種特異翅痣結(jié)構(gòu)在現(xiàn)生直翅目昆蟲(chóng)中并不存在，現(xiàn)生直翅目昆蟲(chóng)通過(guò)肌肉的收縮與舒張?zhí)峁﹦?dòng)力，利用前后翅的扇面結(jié)構(gòu)，擾動(dòng)周圍空氣獲得升力和向前動(dòng)力。然而，已經(jīng)絕滅的短脈螽科昆蟲(chóng)雖然翅膀的外形與現(xiàn)生直翅目相似，卻具有可以飛行的特異翅痣結(jié)構(gòu)。這種翅痣結(jié)構(gòu)通常認(rèn)為用來(lái)保持飛行的穩(wěn)定性，在現(xiàn)生的蜻蜓類、蜂類中也存在不同結(jié)構(gòu)的翅痣。然而通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，短脈螽科昆蟲(chóng)的翅痣類型與之不同，其特點(diǎn)是翅痣?yún)^(qū)不僅僅是角質(zhì)加厚，而且在翅痣?yún)^(qū)存在較多明顯的橫脈組合，這種帶橫脈組合的翅痣類型通常被認(rèn)為是翅痣的原始類型。
短脈螽類昆蟲(chóng)是直翅目的一個(gè)特異類群，其分類位置長(zhǎng)期以來(lái)一直存在爭(zhēng)議。最近的系統(tǒng)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為該類型與蝗亞目的起源存在極大的相關(guān)性，因此有關(guān)短脈螽類昆蟲(chóng)的研究對(duì)現(xiàn)代蝗蟲(chóng)等蝗亞目的起源和演化有重要意義。雖然短脈螽科昆蟲(chóng)為中生代一種全球廣布類型，有非常久的研究歷史，然而，關(guān)于該科昆蟲(chóng)的生態(tài)習(xí)性討論仍然十分缺乏，本研究為短脈螽科昆蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)研究提供新的實(shí)證，同時(shí)，新發(fā)現(xiàn)的美國(guó)短脈螽科昆蟲(chóng)是該類型在北美大陸的首次報(bào)道，也是全球最古老的短脈螽科昆蟲(chóng)材料。本研究也為了解該類群的起源和古生態(tài)習(xí)性提供了新的證據(jù)。
論文信息：Fang Yan, Muscente A.D., Heads S. W., Wang Bo, Xiao S.H.. (2018). The earliest Elcanidae (Insecta, Orthoptera) from the Upper Triassic of North America. Journal of Paleontology.