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科学家揭示1亿年前昆虫的“伪装术”

2021年09月07日 15:26:58 来源: 新华社

  新华社南京9月7日电(记者朱筱)记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,该所研究人员通过人工智能技术,从1亿年前白垩纪缅甸琥珀中发现了昆虫“伪装术”的化石记录,包括一类奇特的拟态植物行为和一系列覆物行为。相关研究成果已在线发表在国际期刊《冈瓦纳研究》和《历史生物学》上。

  领导此项研究的中科院南古所研究员王博介绍,在自然界中,为了躲避天敌或更高效地捕捉猎物,许多昆虫拥有奇特的“伪装术”,其中就包括拟态植物和覆物伪装。拟态植物是指昆虫模拟其生活环境中的植物以达到伪装的效果,覆物伪装则是指昆虫主动利用环境中的各种材料遮盖体躯以伪装自己。

  王氏拟叶蚤蝼生态复原图。(杨定华绘制,中科院南古所供图)

  本次研究发现的拟态植物昆虫属于直翅目蚤蝼科,该物种被命名为王氏拟叶蚤蝼。从形态上观察,王氏拟叶蚤蝼与同时期苔类和卷柏类植物表现出了极高的相似性,经过度量,王氏拟叶蚤蝼与卷柏类等植物在尺寸上也极为接近,更加证明了王氏拟叶蚤蝼的拟态行为。

  王氏拟叶蚤蝼(编号b、d、f)与卷柏类植物(编号a、c、e、g)的显微镜图。(中科院南古所供图)

  研究还发现了7枚覆物伪装昆虫,包括6枚啮虫目昆虫和1枚半翅目蟾蝽科昆虫。其中,蟾蝽科昆虫的背上覆盖有大量的碎屑物,包括土壤颗粒、砂砾和植物碎屑等,极有可能是利用背部的刚毛将碎屑物质粘在其背上。研究还发现在有花植物大辐射之前,一些昆虫已经演化出了覆物伪装这一复杂行为。

  有覆物行为的啮虫目昆虫的显微镜图。(中科院南古所供图)

  王氏拟叶蚤蝼和半翅目蟾蝽科昆虫的生态复原图。(杨定华绘制,中科院南古所供图)

  “覆物行为是昆虫‘伪装术’中非常奇特复杂的一类。在漫长的地质历史中,由于化石保存的不完备性,人们对化石中拟态行为的判定只能依靠肉眼观察与主观判定,缺少定量化的分析与判定。”王博说,他们通过和武汉大学合作,首次应用孪生神经网络对琥珀内昆虫的拟态行为展开定量分析,进而验证了古昆虫的拟态行为,并提供了新的判定模型与方法。孪生神经网络是近年来新发展的人工智能分析技术,被广泛应用于图像相似度衡量中。

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