高倍显微镜下跳蚤的样子。
在琥珀中的现代类型跳蚤化石。
新发现的侏罗纪跳蚤化石(大的雌性,小的雄性)。
早白垩世的跳蚤化石。
道虎沟动物群中的昆虫化石,保存很精细。图片由黄迪颖提供
在1.65亿年前的内蒙古宁城道虎沟,气候湿热,一片湖泊的周围,生活着一些体型偏小的哺乳动物和带毛恐龙。和它们“共同生活”着的还有一种生物跳蚤。中科院南京地质古生物研究所的黄迪颖研究员和他的团队,找到了迄今为止最古老的跳蚤化石,将跳蚤的化石记录至少提前了4000多万年。“那个时候的跳蚤个头可以说是‘巨型’,普遍体长都在1.5厘米左右,有的种类甚至可以超过2厘米。”黄迪颖介绍说,除了“身高”,“远古版”的跳蚤并不能像“现代跳蚤”那样可以跳跃。而这些“远古版”跳蚤的“寄主”,据推测,可能是当时的哺乳动物,甚至不排除包括带毛恐龙的可能性。这一成果,被发表在最新的《自然》杂志上。本报记者 朱姝
发现“远古版”跳蚤
只有“十万分之六”的发现几率
跳蚤是一种外形很“特别”的昆虫,成虫没有翅膀,体小而且侧扁,通常体长1—3毫米。跳蚤因为个头很小,而且都是“寄生”在动物的毛发里,所以跳蚤和其他寄生性昆虫一样,难以保存为化石。现在我们常见的跳蚤化石,主要发现于新生代(距今6500万年)琥珀中,而且琥珀里的跳蚤都是“现代版”的。“古生物学上,关于跳蚤的起源及演化证据长期缺失。”黄迪颖告诉记者,过去中生代跳蚤仅报道过一例,就是在澳大利亚找到的早白垩世(距今1.2亿年)的Tarwinia。“Tarwinia体长7毫米,但因为缺乏更多的形态特征,此前对它一直有争议。”而这次,黄迪颖一共找到了9块“巨型”跳蚤化石,来自内蒙古宁城中侏罗纪道虎沟动物群(距今1.65亿年)的有6块,来自辽宁北票早白垩世热河动物群(距今约1.25亿年)3块。
“能找到这些‘巨型’跳蚤化石真是非常难得。”2008年的清明节,黄迪颖和几个化石爱好者来到辽宁北票化石市场,虽然从没见过跳蚤,但凭着多年古生物研究的“功底”,他一眼就看到了一块“跳蚤化石”。“那块化石保存精美,拿回去以后我还和住在一起的化石爱好者仔细研究了好久。”2009年冬天,那位化石爱好者同样是在化石市场,又“淘到”了另一块来自道虎沟动物群的“跳蚤化石”,并且赠与黄迪颖研究。
为了研究更深入,2009年2月,黄迪颖又去了内蒙古宁城和辽宁北票,希望找到更多的化石记录。"巨型跳蚤’化石很少,我在内蒙古找了10万块化石,只有6块是。后来三年每年都去,但都没有找到跳蚤化石。”
火山灰帮助化石完好保存
为什么这么罕见的化石,可以在道虎沟和北票找到?黄迪颖给记者展示了一系列化石照片。这些化石都是在道虎沟发现的,有苍蝇、蜘蛛等等。化石保存之“精美”让人惊讶,“你看这只苍蝇,不过也就是一二毫米长,但却连腿上的毛都能看到。”而发现于北票等地的热河动物群在古生物历史上更是“声名显赫”:中华龙鸟等带毛恐龙都发现于此。
“之所以会出现这样的情况,就因为这两个地方的化石埋藏都是有火山灰参与的。”黄迪颖介绍说,因为这些火山灰颗粒十分细腻,因而更好的保存了生物的细节,对古生物工作者来说,是难得的机会。
“远古版”跳蚤的样子
“远古版”跳蚤个子大不会跳
在黄迪颖的办公室里,记者见到这些“珍贵”的跳蚤化石。“这是我们从内蒙古道虎沟找到的化石,这个是雌的,比雄性的大多了。”和现代跳蚤一样,雌性个体通常大于雄性,比如在道虎沟发现的一种跳蚤,雌性体长1.4厘米,而雄性只有0.8厘米长。此外,这些跳蚤和现代类型一样,都没有翅膀。
但是说到和现代类型跳蚤的区别,除了“个头”更大外,还有很多:现代跳蚤体小而且侧扁。但是“远古版”跳蚤的体型更接近于背腹扁平。“远古版”跳蚤的触角很短,节数更多。“现代种类有11节,它们却有16—19节之多。”黄迪颖说。“远古版”跳蚤足部长了栉状刚毛,这些刚毛像梳子一样排列,胸部和腹部发育大量向后的鬃毛。“最特别的是,它们的后足并不像现代种类那样是跳跃型的,只能爬不能跳。”
黄迪颖认为,跳蚤应该是起源于有翅昆虫,到了中生代,随着一些带毛动物的出现,它们的翅膀退化并开始寄生在带毛动物的体表。随后跳蚤发育了各种栉状刚毛和向后的鬃毛,就像是一个个“倒刺”,让“寄主”难以摆脱它。随着进化的继续,跳蚤变得越来越小,体型也变成了侧扁型,使得在毛发中运动的阻力更小,渐渐地,跳蚤的足部开始可以跳跃。直至现在,跳蚤甚至可以跳过它们身长350倍的距离。
“巨型跳蚤”可能寄生在恐龙身上
这些“巨型”跳蚤是如何生存的呢?黄迪颖介绍说,因为它们足部发育栉状刚毛,胸部和腹部发育大量向后的鬃毛,说明它们适于寄生在长毛的脊椎动物体表。在相同时代甚至相同地层,古生物学家已经发现了多种哺乳动物,但当时的哺乳动物体型均很小。“所以我们推测,这些跳蚤并不是寄生在哺乳动物身上,可能隐藏在寄主的巢穴中适时吸吮寄主血液。”这种情况在现代还有“例证”,有一种较大的寄生虫,靠寄居在蝙蝠的洞穴里生存。
当时不光有哺乳动物,还有很多带毛恐龙,研究人员认为,这些巨型跳蚤有着长而尖锐且具锉状小齿的口器,显然可以穿透这些恐龙较为坚韧的皮肤,因而也不能排除它们寄生于带毛恐龙体表的可能。“我们没有发现‘巨型跳蚤’和哺乳动物保存在一起,所以现在只是推测,还需要进一步研究。”
和这次发现于内蒙古和辽宁的“巨型跳蚤”不同,在澳大利亚发现的跳蚤Tarwinia体表较为光滑。俄罗斯此前也曾经发现过早白垩世外形奇特的昆虫化石,被认为是翼龙体表的寄生虫。经过比对研究,黄迪颖认为这也是一种特化的跳蚤。不同形态的跳蚤化石表明,中生代跳蚤外形已经发生明显分化,从而适应于不同寄主的寄生生活。