四川
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封面新闻记者 戴竺芯 图据受访者
1.65亿年前侏罗纪，恐龙们在林间穿行，夜幕之下，另一场“听觉盛宴”正在上演。许多的螽斯，也就是我们现在俗称的“蝈蝈儿”，正此起彼伏鸣叫，有的甚至发出了超声波。如今，科研团队依靠螽斯化石与多学科技术，复原出侏罗纪螽斯群落的鸣叫声景。
近日，相关成果发表于国际期刊《PNAS》。8月29日，记者采访了该论文第一作者，四川农业大学农学院教授顾俊杰，分享复原远古昆虫“交响曲”的背后故事。
从左至右分别为论文作者Daniel Robert，Fernando Monteleagre-Zapata, 顾俊杰，Thorin Johnson
螽斯化石
打开远古声音的钥匙
在顾俊杰的想象里，1.65亿年前侏罗纪的夏夜，和如今的夏日夜晚颇有几分相似。或许，在遥远的过去，螽斯们在每个夜里，或此起彼伏、或零星鸣叫。
很多人对侏罗纪的声音认知，大多来自影视作品。“电影、纪录片里恐龙的吼叫都是艺术加工。”顾俊杰说，但是，恐龙、古哺乳动物负责发声的软组织很难保存为化石，而螽斯这种昆虫，依靠翅膀摩擦发声，翅膀上的音锉、音齿结构能够保存在化石之中，为人类解锁远古森林的声音，留下一把钥匙。
螽斯是如何鸣叫的？顾俊杰解释，简单来说，它们的发声原理和梳子十分相似。雄性螽斯前翅长有一条布满凸起音齿的音锉，翅膀互相刮擦振动从而发出鸣叫。音锉长短、音齿数量、齿间距的细微差别，都会带来完全不同的鸣声。
“四川籍”螽斯
成为重建远古合唱的重要参照物种
要复原早已灭绝物种的叫声，需要找到“活的参照物”。本次研究的现生参照物种为长生铁鸣螽，属于鸣螽科孑遗类群。“这类远古螽斯的直系后代全球仅有9个物种，其中5种分布在中国西南，在四川雅安就有分布。”顾俊杰说，之所以选择长生铁鸣螽，是因为它和侏罗纪化石螽斯亲缘关系很近，就相当于远古物种的“后代”。科研人员们多次进山采集样本、录制鸣声，标定翅膀振动的各项参数，为化石的力学仿真提供现实依据。
长生铁鸣螽
其实，这并不是科研人员们第一次复原来自远古的虫鸣。早在2012年，团队就复原出内蒙古道虎沟生物群单一螽斯物种的鸣叫声。
十余年间，团队再次升级研究方法，广泛采集样本，选取了燕辽生物群20件保存完整音锉结构的雄性螽斯化石标本，对应9个远古螽斯物种，借助系统发育基因组、有限元振动模拟、AI时序预测、激光多普勒测振等多学科手段，终于完整重建出侏罗纪中期螽斯群落的声景。
李氏巴哈阿博鸣螽雄性
比蝙蝠早一亿年
螽斯为何升级“超声装备”？
本次复原的9种螽斯，鸣声频率覆盖5kHz‑20.5kHz，有的发出低沉柔和的低频纯音，奇异曲阿博鸣螽更是可以发出20.5kHz的超声波。
以往，学术界主流观点认为蝙蝠是推动昆虫演化出超声通讯的主要力量。但新的研究成果表明，螽斯在1.65亿年前就已能发出超声波，而最早的蝙蝠化石记录距今约5000万年。说明昆虫更早升级装备，掌握超声功能比蝙蝠出现早了近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。”顾俊杰说，而是一些早期哺乳动物，它们会循着叫声捕食螽斯。他们推测，部分螽斯演化出窄带纯音甚至超声鸣叫，一方面用于求偶吸引雌性，另一方面，特殊的声学信号，会增大哺乳动物定位猎物的难度，成为一种反窃听、反捕食的生存策略。
此外，顾俊杰还分享了一枚“彩蛋”。本次复原的远古螽斯鸣叫声，已经被斯皮尔伯格监制的最新纪录片《恐龙》采用，观众看剧时，能够听见来自侏罗纪的真实虫鸣。
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