通過(guò)對(duì)化石中結(jié)構(gòu)色的研究揭示2億年前昆蟲的“真實(shí)顏色”

 人參與 | 時(shí)間：2025-11-27 19:24:01
白堊紀(jì)蛾類生態(tài)復(fù)原圖
白堊紀(jì)蛾類生態(tài)復(fù)原圖
白堊紀(jì)蛾類生態(tài)復(fù)原圖
白堊紀(jì)蛾類生態(tài)復(fù)原圖
侏羅紀(jì)蛾類（A-I）和現(xiàn)生小翅蛾標(biāo)本（J-M）中的真實(shí)顏色鱗片顯微結(jié)構(gòu)。英國(guó)化石標(biāo)本（A-C）；哈薩克斯坦化石標(biāo)本（D-F）；德國(guó)化石標(biāo)本（G-I）
侏羅紀(jì)蛾類（A-I）和現(xiàn)生小翅蛾標(biāo)本（J-M）中的通過(guò)鱗片顯微結(jié)構(gòu)。英國(guó)化石標(biāo)本（A-C）；哈薩克斯坦化石標(biāo)本（D-F）；德國(guó)化石標(biāo)本（G-I）
緬甸琥珀中飄翅目昆蟲及其鱗片結(jié)構(gòu)
緬甸琥珀中飄翅目昆蟲及其鱗片結(jié)構(gòu)
化石鱗片建模及其結(jié)構(gòu)色的對(duì)化<strong>上海外圍（外圍模特）電話微信181-2989-2716誠(chéng)信外圍，十年老店</strong>模擬結(jié)果
化石鱗片建模及其結(jié)構(gòu)色的模擬結(jié)果
（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：通常化石只能保存生物的結(jié)構(gòu)，對(duì)其顏色幾乎都是石中色靠想象。然而，結(jié)構(gòu)揭示來(lái)自中、研究?jī)|年德和英三國(guó)的前昆科學(xué)家們通過(guò)對(duì)昆蟲化石中結(jié)構(gòu)色的研究，卻揭示了2億年前昆蟲的真實(shí)顏色“真實(shí)顏色”。該研究成果將于4月12日在線發(fā)表于美國(guó)《科學(xué)》（Science）雜志子刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。通過(guò)上海外圍（外圍模特）電話微信181-2989-2716誠(chéng)信外圍，十年老店
昆蟲是對(duì)化地球上物種數(shù)量最多的生物，展現(xiàn)了極其豐富的石中色顏色。昆蟲顏色分為色素色（化學(xué)色）和結(jié)構(gòu)色；其中結(jié)構(gòu)色是結(jié)構(gòu)揭示光照射在蟲體表面的微觀結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生折射、衍射及干擾而形成的研究?jī)|年。鱗翅目昆蟲包括各種蛾類和蝴蝶，前昆是真實(shí)顏色人們最熟悉的昆蟲之一。鱗翅目翅膀上鱗片具有極其精巧的三維微觀結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)色。盡管許多動(dòng)、植物可以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色，但鱗翅目昆蟲的結(jié)構(gòu)色是所有生物中最復(fù)雜、也是最豐富的。長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)界對(duì)昆蟲化石鱗片的光學(xué)結(jié)構(gòu)知之甚少，也限制了我們對(duì)鱗翅目和結(jié)構(gòu)色的起源和早期演化的了解。
近期，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)”利用新的分析技術(shù)，從歐亞大陸中生代蛾類標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)色的確切證據(jù)，為昆蟲鱗片和顏色的演化提供了全新的觀點(diǎn)。
南京古生物所博士生張青青和博士后任笑吟在王博和張海春研究員指導(dǎo)下對(duì)英國(guó)、德國(guó)、哈薩克斯坦和中國(guó)的侏羅紀(jì)蛾類標(biāo)本以及白堊紀(jì)緬甸琥珀中飄翅目昆蟲進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查。盡管這些標(biāo)本先前已經(jīng)報(bào)道并被研究過(guò)，但其中的鱗片結(jié)構(gòu)卻被忽視了。團(tuán)隊(duì)成員利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、激光共聚焦顯微鏡、三維光學(xué)建模等技術(shù)首次分析了這些化石中鱗片的微觀結(jié)構(gòu)和可能的結(jié)構(gòu)色。
本研究發(fā)現(xiàn)飄翅目昆蟲具有單層的融合型鱗片，外形為窄葉性，其形態(tài)比已知鱗翅目鱗片所有類型都原始。而侏羅紀(jì)的蛾類標(biāo)本的翅膀鱗片在形狀、超微結(jié)構(gòu)以及排列方式上與現(xiàn)生最原始的鱗翅目（小翅蛾科）非常相似。它們的鱗片都是融合型，即鱗片上下層均被表皮填充，不成網(wǎng)格狀。鱗片排列方式為一型雙層鱗片，即一層大的融合型鱗片（覆鱗）覆蓋一層小的融合型鱗片（基鱗），排列成覆瓦狀。現(xiàn)生的鱗翅目高等類群多具有鏤空型鱗片：上、下分為兩層，中間有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，而呈扁囊狀。
本研究發(fā)現(xiàn)侏羅紀(jì)的蛾類鱗片已經(jīng)演化出魚骨狀的納米級(jí)光學(xué)結(jié)構(gòu)，類似的精細(xì)結(jié)構(gòu)只見(jiàn)于現(xiàn)生小翅蛾科部分種類。研究團(tuán)隊(duì)利用化石鱗片數(shù)據(jù)，重建了鱗片微結(jié)構(gòu)的三維光學(xué)模型，最終利用光學(xué)模擬軟件和大型機(jī)定量計(jì)算出化石蛾類產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色。綜合證據(jù)表明，侏羅紀(jì)早期（約1.95億年前）的蛾類與現(xiàn)生小翅蛾非常類似，它們的翅膀鱗片已經(jīng)具有較復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生銀色或金黃色的結(jié)構(gòu)色。這不僅是已知最早的昆蟲真實(shí)顏色，也是最古老的昆蟲結(jié)構(gòu)色，并將該記錄提前了至少1.3億年。
先前經(jīng)典的發(fā)育生物學(xué)理論認(rèn)為鏤空型鱗片是最原始的狀態(tài)，但本研究表明融合型鱗片才是最原始的類型，并且一型雙層鱗片應(yīng)為鱗翅目的基本構(gòu)型特征。另外，昆蟲的翅膀鱗片與羽毛的演化或許有一些共性。先前認(rèn)為羽毛是鳥類的獨(dú)有特征，但我國(guó)東北長(zhǎng)毛恐龍化石表明羽毛也大量出現(xiàn)于非鳥類恐龍。與之類似，本研究表明具結(jié)構(gòu)色的翅膀鱗片（包括一些未知的鱗片類型）在鱗翅目出現(xiàn)之前就已經(jīng)在一些原始類群（例如飄翅目）廣泛存在。
本研究也證實(shí)了納米級(jí)的光學(xué)結(jié)構(gòu)可以保存在中生代的琥珀、壓痕以及印模化石標(biāo)本中，為復(fù)原遠(yuǎn)古動(dòng)物和植物的結(jié)構(gòu)色打開了新的窗口。
本項(xiàng)研究得到中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。南京地質(zhì)古生物所繪圖師楊定華繪制了復(fù)原圖。
相關(guān)論文：Zhang Qingqing, Mey W., Ansorge J., Starkey T.A., McDonald L.T., McNamara M.E., Jarzembowski E.A., Wichard W., Kelly R., Ren Xiaoying, Chen Jun, Zhang Haichun, Wang Bo* (2018) Fossil scales illuminate the early evolution of lepidopterans and structural colors, Science Advances 4: e1700988. doi:10.1126/sciadv.1700988. 頂: 2558踩: 3