1.3億年前雄性蚊子會(huì)吸血

沈春蕾

琥珀中雄蚊背面視圖。來(lái)源：南京古生物所

人人喊打的吸血蚊子，已經(jīng)在地球上至少存活了1億多年。已有研究顯示，雄性蚊子并不吸血，只有交配完成的雌性蚊子因?yàn)槁殉埠褪芫训陌l(fā)育才吸血。

12月5日，一篇發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》的封面文章推翻了上述結(jié)論。

在距今約1.3億年的早白堊世黎巴嫩琥珀中，論文作者、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡(jiǎn)稱“南京古生物所”）研究員丹尼·阿扎發(fā)現(xiàn)了兩枚最古老的蚊子化石，并利用科學(xué)儀器證明在蚊科演化的早期階段，雄性蚊子也吸血，進(jìn)而揭示昆蟲(chóng)的早期吸血行為比想象的更為復(fù)雜。

鼠、蚊、蠅、蟑是生活中常見(jiàn)的4種病媒生物，俗稱“四害”。蚊子因吸食人類或動(dòng)物的血液并傳播疾病而被列入其中，又被稱為吸血昆蟲(chóng)。

蚊子為什么總能在皮膚表面穩(wěn)、準(zhǔn)、狠地吃個(gè)飽呢？這是因?yàn)槲米佑屑饫摹白臁?，又稱口器。借助顯微鏡，研究人員發(fā)現(xiàn)，蚊子的口器其實(shí)只是保護(hù)性的外套，真正的利器是“保護(hù)套”里包裹著的6根比頭發(fā)絲還細(xì)的針狀物——1根食管（上唇）、1根唾液管（舌）、2根刺針（上顎）和2根鋸齒刀（下顎）。

顯微鏡下的觀察研究顯示，蚊子的口器刺入表皮時(shí)用的是一種互相配合的動(dòng)態(tài)沖擊姿勢(shì)，兩根“上顎”先刺破表皮，帶有鋒利微型鋸齒的兩根“下顎”緊跟著“鋸”開(kāi)皮膚。當(dāng)“上顎”與“下顎”互相配合深入到表皮下血管豐富的區(qū)域時(shí)，緊接著登場(chǎng)的“上唇”立即卷曲成一個(gè)吸管將血液吸入體內(nèi)。同時(shí)，“舌”將分泌的含有抗凝血作用的唾液注入人體，便于更快地吮吸血液。

研究還發(fā)現(xiàn)，蚊子唾液分泌的物質(zhì)會(huì)引起被叮咬者過(guò)敏，表現(xiàn)為皮膚起包并發(fā)癢。如果蚊子體內(nèi)攜帶某種病原體，其也會(huì)隨著唾液進(jìn)入人體，使蚊子成為傳播疾病的“幫兇”。

如今，并不是所有蚊子都可以行云流水般地完成這套“流程”。雄性蚊子因?yàn)榭谄鞫绦?，并不能吸血為食，只有雌性蚊子可以做到。那么，進(jìn)化中到底發(fā)生了什么，讓雌性蚊子和雄性蚊子出現(xiàn)這般分化？

“吸血行為的演化過(guò)程一直很難研究，部分原因是相關(guān)的昆蟲(chóng)化石記錄空白?！钡つ帷ぐ⒃榻B，現(xiàn)今的蚊科有超過(guò)3000種不同類型的蚊子，但人類對(duì)其起源和早期演化的了解極為有限。

丹尼·阿扎領(lǐng)銜完成的這項(xiàng)研究的主角是兩枚采自黎巴嫩且保存了蚊子的琥珀化石。論文作者、南京古生物所研究員黃迪穎告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“這兩枚化石發(fā)現(xiàn)了很長(zhǎng)時(shí)間，丹尼·阿扎最初并沒(méi)有辨認(rèn)出其中是什么?！?/p>

去年，在黎巴嫩大學(xué)任教授的丹尼·阿扎重新觀察這兩枚琥珀，發(fā)現(xiàn)了有趣之處，但進(jìn)一步識(shí)別關(guān)鍵構(gòu)造，仍需要借助先進(jìn)的儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

今年2月，丹尼·阿扎正式加入南京古生物所。他利用南京古生物所的激光共聚焦顯微鏡、熒光顯微鏡等科學(xué)儀器，對(duì)兩枚琥珀化石進(jìn)行了超微結(jié)構(gòu)觀察，并發(fā)現(xiàn)這兩只蚊子是雄性蚊子，均保存了特有的刺吸式口器，包括呈三角形邊緣具有小齒的下顎及延長(zhǎng)的具有小齒構(gòu)造的內(nèi)顎葉等。

這與現(xiàn)今具有刺吸式口器用于吸血的雌性蚊子很相似。而如今雄性蚊子的口器大多退化，使其只能吸食花露為食。根據(jù)這兩枚琥珀里蚊子的刺吸式口器，研究人員推測(cè)在1.3億年前，雄性蚊子也是吸血為食。

談及為何雄性蚊子后來(lái)無(wú)法吸血，丹尼·阿扎表示，在白堊紀(jì)早期，蚊子都是吸血的。但吸血是危險(xiǎn)的行為，所以在被子植物大量出現(xiàn)后，很多雄性蚊子改為吸食富含高能量的花露。

此前，雖然分子生物學(xué)證據(jù)暗示蚊科起源于更古老的侏羅紀(jì)，但蚊科最早的化石記錄來(lái)自約1億年前的白堊紀(jì)中期。丹尼·阿扎介紹：“我們發(fā)現(xiàn)琥珀化石中的兩只雄性蚊子距今約1.3億年，將蚊子的化石記錄提前了近3000萬(wàn)年?！?/p>

今年8月，丹尼·阿扎等人將論文投出，10月論文被接收。“投稿很順利，異議比較少，因?yàn)槲覀兊难芯糠浅Ｔ鷮?shí)，成果也很重要。”黃迪穎說(shuō)。

“我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)20年了?！秉S迪穎告訴記者，當(dāng)年，丹尼·阿扎在法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館從事博士后研究工作，自己則在法國(guó)里昂第一大學(xué)讀博，兩人因合作而相識(shí)。

2018年，時(shí)任國(guó)際古昆蟲(chóng)學(xué)會(huì)主席的丹尼·阿扎委托黃迪穎創(chuàng)辦國(guó)際古昆蟲(chóng)學(xué)會(huì)官方刊物《古昆蟲(chóng)學(xué)》，后來(lái)他們擔(dān)任共同主編。

丹尼·阿扎專注于琥珀生物群研究已有20余年，目前已命名和建立新物種260余種、新屬170個(gè)、新科22個(gè)，是國(guó)際上發(fā)表新物種數(shù)最多的古昆蟲(chóng)學(xué)者之一。

這些研究成果也跟黎巴嫩是重要的琥珀產(chǎn)地有很大關(guān)系。丹尼·阿扎先后尋訪了近500處黎巴嫩琥珀產(chǎn)地，并在早白堊世黎巴嫩琥珀中發(fā)現(xiàn)目前已知最古老的社會(huì)性昆蟲(chóng)、最古老的蜱蟲(chóng)寄生行為、昆蟲(chóng)擬態(tài)行為和岡瓦納大陸最早的鳥(niǎo)化石證據(jù)。

盡管黎巴嫩琥珀資源豐富，但近年來(lái)動(dòng)蕩的局勢(shì)對(duì)丹尼·阿扎的科研工作造成了嚴(yán)重影響。他曾多次訪問(wèn)中國(guó)，并與南京古生物所研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展野外考察和學(xué)術(shù)交流。這也讓丹尼·阿扎下定決心來(lái)中國(guó)做科研。

“中國(guó)正將先進(jìn)科技應(yīng)用到古生物研究領(lǐng)域，這讓人感到振奮?！钡つ帷ぐ⒃硎?，“我希望未來(lái)廣泛開(kāi)展聯(lián)合科考，‘偵破’更多疑難案件。”

◎ 來(lái)源|中國(guó)科學(xué)報(bào)