
四川农业大学团队通过化石与多项科技,成功复原9种侏罗纪螽斯鸣声并重建声景,相关成果刊登《PNAS》,还被纪录片《恐龙》采用。AI摘要
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1.65亿年前的侏罗纪森林里,除了恐龙穿梭其间,夜幕下还响起此起彼伏的螽斯鸣叫,其中部分甚至能发出超声波。四川农业大学科研团队通过螽斯化石及多项科技,成功复原9种远古螽斯的鸣声,重建侏罗纪中期螽斯群落的「声景」。相关研究近日刊登于国际期刊《PNAS》。
螽斯化石 留下远古虫鸣线索
论文第一作者、四川农业大学农学院教授顾俊杰表示,电影、纪录片中的恐龙吼叫多属艺术加工,因恐龙及古哺乳动物负责发声的软组织难以形成化石;但螽斯依靠翅膀摩擦发声,翅膀上的音锉、音齿结构却有机会保存,因此成为解锁远古声音的重要线索。
顾俊杰解释,螽斯的发声原理类似梳子。雄性螽斯前翅有布满凸起音齿的音锉,两翅相互刮擦、振动便会产生鸣叫,而音锉长度、音齿数量及齿间距等差异,都会影响最终声音。
要复原灭绝物种的鸣声,也需要现生物种作为参照。研究团队选择长生铁鸣螽,因其与侏罗纪化石螽斯亲缘关系接近。顾俊杰说,这类远古螽斯的直系后代全球仅9种,其中5种分布于中国西南,四川雅安也有分布。团队多次进山采样、录制鸣声,并标定翅膀振动参数,作为化石力学仿真的依据。

事实上,团队早在2012年就曾复原内蒙古道虎沟生物群单一螽斯物种的鸣叫。经过十余年研究方法升级,此次选取燕辽生物群20件保存完整音锉结构的雄性螽斯化石,涵盖9个远古物种,再结合系统发育基因组、有限元振动仿真、AI时序预测及激光多普勒测振等技术,完成群落声景重建。
超声鸣叫 螽斯比蝙蝠早1亿年
研究显示,9种螽斯鸣声频率介于5至20.5kHz,其中奇异曲阿博鸣螽可发出20.5kHz超声波。顾俊杰指出,最早蝙蝠化石距今约5000万年,意味螽斯掌握超声功能比蝙蝠早近1亿年。

「这说明驱动早期螽斯演化出高频鸣声的并不是蝙蝠。」顾俊杰表示,研究推测,部分螽斯可能因早期哺乳动物循声捕食,逐渐演化出窄带纯音甚至超声鸣叫,除了求偶,也可能降低哺乳动物定位猎物的能力,形成反窃听、反捕食策略。
顾俊杰透露,这批复原的远古虫鸣已被斯皮尔伯格监制的最新纪录片《恐龙》采用,观众观看时,将能听见来自侏罗纪的虫鸣。
团队主要根据侏罗纪螽斯化石的音锉结构,复原9种远古螽斯的鸣声,并进一步重建侏罗纪中期螽斯群落的声景,让古生态不只看得见,也能听得见。 他们先以现生近缘物种作参照,再结合20件保存完整的雄性化石,运用系统发育基因组、有限元振动仿真、AI时序预测与激光多普勒测振等方法完成复原。 研究发现部分螽斯可发出20.5kHz超声,显示牠们掌握超声功能比蝙蝠早近1亿年,推测高频鸣声可能与躲避早期哺乳动物、进行反窃听和反捕食有关。精华 FAQ

