螽斯化石揭示2.4亿年前蝈蝈已经能发出多种不同频率的鸣声

1.6亿年前蝈蝈生态复原图。（杨定华绘制）

2.4亿年前蝈蝈的鸣器：音齿（红框内部分）及其局部放大图（右）。（中科院南古所供图）

1.6亿年前蝈蝈的听器（红框内部分）及其局部放大图（右）。（中科院南古所供图）
（神秘的前蝈地球uux.cn）据新华社（记者王珏玢、邓华宁）：记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，蝈已中、发出法、多种的鸣德等国古生物学者通过建立远古蝈蝈化石的不同形态数据库，还原重建出这类昆虫在远古时期的频率鸣声特点。研究发现，化石早在2.4亿年前，揭示经蝈蝈已经能发出多种不同频率的亿年鸣声。相关研究成果12月13日发表在《美国科学院院报》上。前蝈
蝈蝈学名螽斯，蝈已是发出一类鸣声洪亮的常见昆虫。此次研究中，科研人员检视了全球各地馆藏的1000多块化石标本，建立起2.4亿至1亿年前远古蝈蝈化石的关键形态特征数据库，并对这一时期蝈蝈的鸣声频率进行了系统重建。研究发现，早在2.4亿年前，蝈蝈的鸣声频率已经复杂多样，在4至16千赫兹均有分布。此时，一部分蝈蝈已能发出12至16千赫兹的高频鸣声，这也是迄今整个动物界最古老的高频声音记录。
进一步的数据库分析表明，2.4亿至1亿年前，不同种类的蝈蝈发声频率明显不同，这极大地降低了干扰，提高了声音交流的效率。综合蝈蝈鸣器、听器的形态特点，研究人员判断，早在1.6亿年前，雄性蝈蝈之间已经能靠声音传递如争夺领地、求偶等复杂信号。
综合其他古生物化石证据，研究团队还对远古森林中的声音做了还原。“我们发现，在2亿多年前，森林中的声音由昆虫鸣声占据主导。到1.8亿至1.6亿年前，增添了青蛙、鸟类的声音。直到大约1亿年前，各类鸣声动物种类增多，渐趋复杂的‘森林交响乐’也越来越接近现代的面貌。”领导此项研究的中科院南古所研究员王博说。
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（神秘的地球uux.cn）据江苏广电融媒体新闻中心（董雯 编辑 赵川）：声音交流是动物最重要的通讯方式之一，通常被用于求偶、交配、捕食和躲避天敌等行为中，由于声学景观无法直接保存在化石记录中，我们对早期声学景观面貌以及动物声音交流行为的起源和演化了解非常有限。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所的科研人员，建立了首个化石直翅目形态特征数据库，通过两亿年前的螽斯化石，揭示中生代声学景观的演化，相关研究成果于今天在线发表于《美国科学院院报》。
在动物界，直翅目是多样性最高的鸣声动物，其中，螽斯即俗称的蝈蝈，在中生代非常繁盛，是动物声学演化研究的理想类群。科研人员以中生代螽斯化石为研究对象，分析了该类群声音器官的形态特征，并重建了中生代螽斯的鸣声频率。
中国科学院南京地质古生物研究所博士生许春鹏解释：“蝈蝈主要是靠两个前翅相互摩擦来发出声音，我们在产于2.4亿年之前的蝈蝈化石中，根据保存下来的发音结构重建了声音频率，这些声音频率最高的已经超过了16kHz，是高频的声音，也是整个动物界高频声音最古老的化石记录。”
科研人员还在侏罗纪鸣螽化石中发现了保存精美的听器，无论是在大小、位置还是在结构上，和一些现生螽斯的听器几乎一样。许春鹏告诉记者：“我们在一些雄性的蝈蝈化石中也找到了这种听器结构，再结合它的发音器官，这两个证据就能够很好地证明，在距今大约1.6亿年之前，这些雄性蝈蝈之间就已经能够具有声学交流行为，他们通常会因为求偶、领地等各种原因进行争斗。”
另外，这项研究最为重要的一项结论，就是为昆虫和早期哺乳动物的声学共演化假说提供了证据。早期哺乳动物大多为夜晚活动的小型食虫类的动物，螽斯善于鸣叫，通常是前者最理想的食物来源。
科研人员发现，中生代螽斯在早-中侏罗纪发生了一次明显的类群更替，从哈格鸣螽科主导转为鸣螽科主导，时间上恰好对应了早期哺乳动物的辐射事件，并伴随其听觉能力的提高。许春鹏介绍：“这些早期的哺乳动物作为捕食者，很可能对螽斯的演化产生了自然选择的作用，促进了声学能力更强的鸣螽科昆虫的崛起，反过来讲，鸣螽早早地演化出了高频的声音，也很可能进一步促进了哺乳动物听觉能力的提高。”
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（神秘的地球uux.cn）据科技日报（记者 张晔）：12月13日，《美国科学院院报》（PNAS）在线发表了一项中国科学院南京地质古生物研究所的成果，科研人员对全球各大博物馆1000多块螽斯化石进行研究，重建了其鸣声频率的宏演化历史，发现在2.4亿年前的三叠纪，螽斯可以发出高达12—16kHz的鸣声,这也是整个动物界最古老的高频声音记录。
直翅目昆虫是现今多样性最高的鸣声生物，包括常见的蟋蟀、螽斯、蝗虫等。其中螽斯（俗称蝈蝈、纺织娘）可以利用前翅间的相互摩擦发出声音，依靠前足的听器（鼓膜）接收声音信号。螽斯在中生代非常繁盛，因此是动物声学演化研究的一类理想类群。
中国科学院南京地质古生物研究所的博士研究生许春鹏在王博研究员和张海春研究员的指导下，从世界各地的博物馆检视了1000多块直翅目化石标本，建立了螽斯化石的关键形态特征数据库，并根据生物物理模型，对中生代螽斯的鸣声频率进行了系统重建。
研究还发现，在早中侏罗世，螽斯类群发生了明显的类群转换现象：原本占据主导地位的哈格鸣螽科昆虫开始衰落，具有“更高的声学能力”的鸣螽科昆虫开始崛起。许春鹏认为，这是因为鸣螽科昆虫的鸣声频率为双峰分布，高频鸣声有利于躲避捕食者的探查，低频鸣声能够传播更远的距离。
这也表明，在同一时代的生态系统中，已经出现声学生态位分区，它可以极大地降低声学交流时其他声学信号的干扰，提高声学交流的效率。因此，高效的声学交流能力很可能是中生代早期螽斯辐射演化的驱动因素之一。
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（神秘的地球uux.cn）据中新网南京12月13日电（记者 杨颜慈）：记者13日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，该所研究人员揭示了中生代螽斯声学行为的演化，为昆虫和早期哺乳动物的声学共演化假说提供了证据，也为动物的声学演化机制和中生代的声学景观提供了新信息。
声音交流是动物之间最重要的通讯方式之一，对动物的生存具有非常重要的意义。声音交流通常被用于求偶、交配、捕食和躲避天敌等行为中，这也构成了现代生态系统中纷繁复杂的声学景观的一部分。
专家介绍，直翅目昆虫是现今多样性最高的鸣声生物，包括常见的蟋蟀、螽斯、蝗虫等。其中，螽斯(俗称蝈蝈、纺织娘)可以利用前翅间的相互摩擦发出声音，依靠前足的听器接收声音信号。螽斯在中生代非常繁盛，是声学演化研究的理想类群。
中国科学院南京地质古生物研究所博士生许春鹏在该所研究员王博和张海春指导下，研究了全球各地馆藏的直翅目化石标本，年代跨度约从2.4亿年前到1亿年前，涉及的螽斯化石物种有190种，在此基础上建立了螽斯化石的关键形态特征数据库，并对中生代螽斯的鸣声频率进行了系统重建。
该项研究由中国科学院南京地质古生物研究所、临沂大学、法国国家自然历史博物馆、德国黑森州立博物馆、俄罗斯科学院古生物研究所、英国自然历史博物馆和美国自然历史博物馆的研究团队共同完成。
该研究总结和梳理了动物重要的声学演化事件并发现，中生代声学景观与现代完全不同：在三叠纪，由昆虫尤其是螽斯的鸣声占据主导；早侏罗世青蛙和晚侏罗世鸟类的出现带来了新的声音；直到白垩纪，森林中的声学景观才接近现代面貌——热带地区由昆虫和青蛙的叫声占据主导，而在温带地区鸟类的叫声更为丰富。
相关研究成果于2022年12月13日在线发表于《美国科学院院报》(PNAS)上。
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（神秘的地球uux.cn）据南京日报（记者 马金 通讯员 盛捷）： 近日，中国科学院南京地质古生物研究所的古生物学家建立了首个化石直翅目形态特征数据库，以中生代螽斯化石为研究对象，分析了该类群声音器官的形态特征，并重建了其鸣声频率的宏演化历史。相关研究成果于2022年12月13日在线发表于《美国科学院院报》（PNAS）上。
螽斯俗称蝈蝈。包括蝈蝈在内的直翅目昆虫，是现今多样性最高的鸣声生物。该研究由中科院南京地质古生物研究所的博士研究生许春鹏在王博研究员和张海春研究员的指导下完成，“重塑”了蝈蝈的叫声，让人们得以聆听2亿年前的“交响乐”。
“此次研究主要取得了五项成果。”许春鹏介绍，研究团队重建了中生代螽斯的鸣声频率，发现了最古老的昆虫听器和复杂声学行为，研究了中生代螽斯的类群转换和声学演化，为螽斯和早期哺乳动物的声学共演化假说提供了证据，也为中生代的声学景观提供了新认识。
记者了解到，研究团队对南非和哈萨克斯坦标本研究发现，早在三叠纪中期螽斯就已经可以发出高频的鸣声，这也是整个动物界最古老的高频声音记录。而高效的声音交流能力很可能是中生代早期螽斯辐射演化的驱动因素之一。“我们还在侏罗纪鸣螽化石中发现了保存精美的听器。”许春鹏说，研究表明，早在侏罗纪雄性螽斯间的复杂声学行为，即争斗和领地行为已经出现。
本研究总结和梳理了动物重要声学演化事件，发现中生代声学景观与现代完全不同：在三叠纪由昆虫尤其是螽斯的鸣声占据主导；早侏罗世青蛙和晚侏罗世鸟类的出现带来了新的声音；直到白垩纪，森林中的声学景观才接近现代面貌。