穿越1.65亿年的“超声频道”：科学家复原侏罗纪时期的昆虫鸣叫

【核心提要】

• 研究证实中侏罗世（约1.65亿年前）的蝉类已具备突破20kHz的超声通讯能力。
• 发现超声通讯演化于蝙蝠出现前至少1亿年，挑战了此前关于昆虫防御机制的传统认知。
• 通过复原史前森林“声景”，建立起中生代昆虫与哺乳类动物双向协同演化的新理论。

【正文报道】

近日，一项具有里程碑意义的研究成果发表于《美国科学院院刊》（PNAS）。科学家通过对内蒙古宁城县侏罗纪时期化石螽斯（Cicada）的深入研究，发现其中特定物种——奇异曲阿博鸣螽的鸣声载波频率突破了20kHz。这一发现首次证实，早在距今1.65亿年前的中侏罗世，地球上就已存在具备超声通讯能力的昆虫。

此前，学术界普遍认为，昆虫演化出超声通讯是为了应对蝙蝠捕食的威胁。然而，这项研究通过对化石证据的深入挖掘，明确了超声通讯类昆虫的演化起源远早于蝙蝠的出现，比始新世（Paleogene）蝙蝠的出现至少提前了1亿年。这一发现不仅修正了关于昆虫进化路径的认知，也为研究早期生物多样性提供了全新的视角。

此次研究由首都师范大学生命科学学院昆虫演化与环境变迁教育部创新团队联合国内外多个科研机构共同完成。研究团队选取了宁城县道虎沟地区燕辽生物群中的9种、20件雄性螽斯前翅标本，并与现存于四川的螽斯孑遗类群——长生铁鸣螽进行对比研究。通过构建“化石翅形态—翅共振模拟—音节重构—鸣声时序预测”这一严谨的古动物声学重建流程，科研人员成功复原了这些远古昆虫完整的鸣声特征。

实验数据显示，这9种化石螽斯的鸣叫声频率涵盖5kHz至20.5kHz。其中，5个物种表现为5kHz-7kHz的低频纯音；其余4个物种则分布在8kHz-20.5kHz的中高频区间。特别是奇异曲阿博鸣螽高达20.5kHz的载波频率，成为了判定其具备超声通讯能力的关键证据。

此外，研究还揭示了这些昆虫演化出的“纯音”特征具有重要的防御意义。由于纯音能显著降低捕食者对声源位置的定位能力，而侏罗纪早期的哺乳动物虽然已具备一定的高频听觉，但其耳结构对纯音的方位分辨能力较弱。因此，这些昆章演化出纯音鸣唱，是针对当时环境压力的一种关键进化适应。

该研究不仅让科学家“穿越”时空，听到了1.65亿年前史前森林中的虫鸣，更成功构建了中生代昆虫与哺乳类动物的双向声学选择新理论。正如项目负责人任东教授所言，这一成果完善了陆地动物在漫长进化过程中，关于听觉与发声的协同演化体系。

【小编观点】
这项研究之所以令人振奋，是因为它不仅是“复原一段声音”，更是“重构一段历史”。通过对超声通讯起源的重新定位，我们得以窥见生命在面对自然压力时，如何在千万年前就演化出复杂的生存策略。这种跨越亿年的生物学对话，为我们理解地球生命的协同进化提供了极其珍贵的实证数据。

背景链接：

• 核心研究机构：首都师范大学生命科学学院昆虫演化与环境变迁教育部创新团队
• 发表期刊：PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences)