我科學家建立並命名“西灣生物羣”

本報南京6月4日電（記者蘇雁 通訊員姬尊雨） 近期，中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱“中科院南古所”）博士生張前旗在王博研究員和張海春研究員的指導下，與廣西地質調查院等合作，對我國南方多個地區的中生代早期陸相地層開展了調查工作。研究人員在廣西賀州市西灣盆地下侏羅統石梯組中發現了豐富的海陸相動植物化石，建立了“西灣生物羣”並揭示了最古老的昆蟲婚飛行為，這也是迄今最古老的昆蟲資源脈衝現象。該成果為深入瞭解中生代湖泊生態系統的特徵和演化歷程，以及水-陸生態系統間的聯繫提供了重要證據，相關成果發表於《地質學》和《歷史生物學》期刊。

每年的夏季，是白蟻等昆蟲羽化之後集羣繁殖的高峯期，這種現象被稱為婚飛。昆蟲的婚飛行為等現象又是資源脈衝效應的體現。資源脈衝是指短時間內出現大量可用資源的事件。在自然界中，資源波動有時以脈衝形式發生，呈現出頻率低、強度高和持續時間短等特徵，是不同生態域之間能量、營養和生物量運移的一個重要機制。儘管該現象廣泛存在於現代生態系統中，但科學界一直對其在地質歷史中的記錄所知甚少。

西灣盆地在中生界研究歷史悠久，本次研究團隊開展了地層學、古植物學、古昆蟲學、沉積學多科學的綜合性研究，將石梯組發現的鯊魚卵鞘、昆蟲以及植物等化石與前人報道過的其他化石綜合命名為“西灣生物羣”。

基於沉積學、埋藏學分析，該研究揭示了最古老的昆蟲婚飛行為。研究團隊在石梯組發現了一層壯觀的蜉蝣成蟲集羣化石。這些蜉蝣為新分類羣——張氏侏羅沙蜉，歸入沙蜉科，在分類位置上屬於蜉蝣的基幹類羣。這是沙蜉科在中國的首次發現，並且是該科已知保存最完整的化石。

石梯組下部水平紋層發育，化石層中蜉蝣成蟲互相重疊，蟲體朝向各異。化石層中381只成蟲方向的統計數據圖顯示，這些蜉蝣化石無明顯的定向性。這種大量同種蜉蝣成蟲集中保存在同一層面上，同時又缺少其他生物類羣，反映了它們當時的集羣生活習性。蜉蝣集羣婚飛行為過去僅發現於蜉蝣冠類羣中，本次發現表明這種複雜的集羣婚飛行為在早侏羅世就已經存在於蜉蝣基幹類羣中。

這一研究還揭示了最古老的昆蟲資源脈衝效應。當水生昆蟲從水中羽化、擴散到陸地並尋找配偶時，它們便成了陸地食物網的重要組成部分。研究結果表明，侏羅紀蜉蝣短時間之內從水中集羣羽化，形成了從水到陸的昆蟲“脈衝”，這可能會導致濱水棲息環境生態系統通量的巨大變化，進而影響基礎生態、生物地球化學循環。

“作為水生昆蟲的代表，蜉蝣昆蟲短時間內集中羽化形成了一次資源脈衝事件，凸顯了昆蟲在深時陸地生態系統中關鍵的生態角色，蜉蝣昆蟲在從水生生態系統到周圍陸地生態系統的營養運輸中發揮了重要作用。這種水生-陸生生態系統的聯繫可能是中生代湖泊生態系統中能量運移的重要特徵。”張前旗説。