动物所奇翅目Alienoptera昆虫奇特交配行为研究获进展

昆虫是地球上种类最多的动物群体（已知超过一百万种），在所有生物种类（包括细菌、真菌、病毒）中占比超过50%，它们的踪迹几乎遍布世界的每一个角落。如此繁多的昆虫依据形态上的差异，被归并为鞘翅目、鳞翅目、膜翅目等30多个目级分类阶元。2016年初，中德合作研究团队在缅甸琥珀中（约一亿年前）发现了一个灭绝的昆虫纲新目——奇翅目Alienoptera昆虫。在昆虫纲中，奇翅虫属于异类，具有非同寻常的特征组合，又被戏称为“四不像”昆虫。

近日，中国科学院动物研究所博士白明、研究员杨星科和德国耶拿大学博士Wipfler合作，发现了产自白垩纪缅甸琥珀（约一亿年前）奇翅目的第二个新属种，相关研究成果在线发表在《当代生物学》上。

研究团队在陆续获得多块标本之后（共8块标本，包含9个虫体，其中3个成虫6个若虫），综合运用多种无损成像和分析手段研究标本，包括动物所的显微CT、北京同步辐射装置（BSRF）的硬X射线相衬CT、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等。通过对CT数据的重建、分割和融合，无损得到姬锯胸奇翅虫高清3D形态。通过详尽研究后（图1A-E），再结合三维重建和系统发育结果，最终确定1个新属种姬锯胸奇翅虫†Caputoraptor elegans Bai, Beutel et Wipfler gen. et sp. nov.。该种与已发表的奇翅目昆虫†Alienopterus brachyelytrus同属†Alienopteridae，最奇特的是，其特化的头胸剪刀状结构，其头部向后翼状延伸，与前胸背板锯齿状前缘形成剪刀状结构，前胸背板腹面具有长感觉毛，可能起到触发结构闭合的机制，此结构在古生及现生昆虫及其他动物中绝无仅有。通过对其功能进行分析，研究人员提出三种假说：交配抱握、捕食或防御，其中交配抱握是最有可能的假说。研究认为姬锯胸奇翅虫在交配时，并非是常见的雄上雌下的体位，而是雌性爬到雄性个体上方，通过头胸剪刀状结构，把持住雄性的前翅（图1F）完成交配。此类雌上雄下的交配体位，在动物界极为罕见，目前仅在现生直翅目、蜉蝣目和蜚蠊目等类群中有零星报道。研究进一步丰富了奇翅目昆虫的种类和生物学信息，有助于了解一亿年前复杂的昆虫交配行为机制，并为仿生学提供启示。

研究工作受到了国家自然科学基金委、中科院、欧盟、德国研究基金会、德国洪堡基金会、北京光源和上海光源的支持。

†Caputoraptor elegans Bai, Beutel et Wipfler gen. et sp. nov.标本照片及重建图

A-D.正模标本照片；E. 生态复原图；F.交配体位示意图