被困在琥珀中的昆虫揭示了古代欧洲的进化之战

琥珀中保存的一种非凡昆虫正在向我们敞开听觉之外的交流世界。对自然历史博物馆藏品中已灭绝的蝈蝈的最新研究表明，数百万年来，蝈蝈一直在使用超声波来试图避免掠食者听到它们的声音。

这种类似蟋蟀的昆虫的鸣叫声和听觉范围在其死亡数千万年后才被发现。

在被困在琥珀中4400万年后，对Eomortoniellushandlirschi的新扫描使科学家们能够重建螽斯的交配叫声。它揭示了已知最早的以远远超出人类听觉范围的频率进行交流的动物。

虽然它的叫声不如一些现存的螽斯那么高，但它的叫声却高于大多数哺乳动物的听力。只有少数哺乳动物，包括第一批蝙蝠，听到了它的叫声，这是一场持续至今的进化军备竞赛的开战的一部分。

这项新研究的主要作者查理·伍德罗博士说：“在回声定位捕食者和昆虫之间军备竞赛的关键时刻，这只蝈蝈被及时冻结了。”

“在这种动物形成化石之前不久，蝙蝠就已经发展出了回声定位的能力，这可能促使螽斯以更高的频率叫声。与此同时，它们的耳朵正在适应倾听试图追捕它们的蝙蝠。”

“如果没有保存完好的螽斯，这一发现就不可能实现，这凸显了博物馆藏品在发现此类标本方面的重要性。”

这项新研究的合著者费尔南多·蒙特亚莱格雷-萨帕塔教授补充道：“我长期以来一直计划研究蝈蝈的耳朵发育和进化，但发现保存完好的蝈蝈化石非常罕见。”

“当我告诉一位同事我想找到这样的化石时，他告诉我我在做梦，所以找到这个标本非常幸运。”

该研究结果发表在《当代生物学》杂志上。

蝙蝠与螽斯：一场进化之战

数亿年前，螽斯是最早利用声音进行交流的动物之一。它们开始通过摩擦翅膀发出声音，最早的证据可以追溯到2.4亿年前。

这些声音通常是雄性发出的，它们用它们来吸引雌性。然而，这些叫声也可能引起错误的注意，比如捕食者寻找食物。

这或许可以解释为什么在数百万年的时间里，蝈蝈进化出了以越来越高的频率鸣叫的能力。但到了1.25亿年前，螽斯的哺乳动物捕食者的听觉已经跟上了它的召唤。

这使得一些螽斯能够发出音调更高的超声波，直到大约5200万年前第一批蝙蝠进化出来之后，人们才能够听到这种声音。

从那时起，蝙蝠和蝈蝈就陷入了进化军备竞赛。蝙蝠不断进化，能够更好地聆听螽斯的叫声，而昆虫也改变了它们的叫声和行为。

费尔南多解释说：“虽然螽斯很可能已经在探索高频，既是为了避免窃听，也是为了开发更多样化的信号，但蝙蝠给了它们新的动力。”

“螽斯一旦被人听到，就一直以如此高的音调唱歌，这似乎很奇怪，但超声波在环境中很快消散。这确保了远处的蝙蝠无法听到螽斯的歌声，因为声音会在它被听到之前就破裂了。”听到。”

4400万年前，正当这场军备竞赛白热化时，一只蝈蝈落在了一棵松树上，很快就被树干上流下的粘稠树脂淹没了。当它挣扎着挣脱时，汁液覆盖了它的整个身体并变硬了。

然后硬化的树脂落到森林的地面上，经过数百万年开始转变成琥珀。在某个时候，这块琥珀被冲进泻湖并埋在沉积物中，最终于1936年在当时的东普鲁士(现在分为波兰、俄罗斯和立陶宛的地区)被发现。

在被描述为一个新物种后，E.handlirschi标本已在自然历史博物馆收藏了80多年。随着更好的扫描技术的发展，研究人员现在能够窥视琥珀内部并揭示螽斯长期以来的秘密。

非凡的始新世耳朵

与哺乳动物不同，螽斯的耳朵实际上位于其腿内侧，这使得它在化石化过程中很容易被压碎。但对螽斯的CT扫描显示，汁液已进入螽斯的耳道。

由于里面有汁液，虫耳的精致结构得以保留。

“要找到保存在琥珀中的这些昆虫真的很难，”查理说。“耳朵只有在成年时才会完全发育，但成熟的螽斯通常足够大，不会被琥珀困住。”

“幸运的是，Eomortoniellushandlirschi是一个非常小的物种，这意味着它可能会被卡住，以便我们稍后可以对其进行调查。”

为了找出它最擅长听什么，查理与同事艾敏·塞利克博士合作创建了声音如何在耳朵中传播的模型。他们计算出，螽斯最擅长听到30kHz左右的声音。

与此同时，他们还利用活体螽斯如何发声的知识来预测E.handlirschi发出叫声的频率。它的叫声似乎与它能听到的频率相似，这表明昆虫正在利用声音进行交流。

研究小组还在螽斯的听力中发现了另外两个峰值，分别位于60和90kHz左右。但这与交流无关，这很可能帮助昆虫窃听早期蝙蝠的回声定位叫声，避免成为它们的晚餐。

螽斯的耳廓(哺乳动物的耳垂)可以增强昆虫聆听高频的能力。虽然E.handlirschi只得到了部分发育，但在被困在琥珀中后的几年里，它的进化已经让它的亲戚能够听到超过100kHz的叫声。

“现在重要的是识别更多化石来追踪这些变化，”查理说。“我认为这个物种或其近亲的更多成年个体将会出现，因为许多在网上被出售给私人琥珀收藏家。”

“我认为公共收藏中可能还有更多。只需要合适的人来注意它并研究它。”