原始昆虫的翅膀特征被揭开

蜉蝣是一种古老的昆虫，拥有其他有翅昆虫所没有的独特的生命阶段：它们完全长大的若虫发育成有翅的亚成体阶段，即所谓的亚成虫，它还没有能力繁殖，并且在很短的时间后，连同翅膀一起蜕皮，成为成年昆虫。

由斯图加特自然历史博物馆昆虫专家ArnoldStaniczek博士领导的国际团队利用现代技术发现并描述了从亚成虫到成虫蜕皮过程中的关键机制。

蜉蝣的一些翅脉包括称为“大泡”的气泡状区域。研究小组的调查显示，蜉蝣翅膀上的这些气泡并不像之前假设的那样在飞行中发挥作用，但对于蜕皮进入最后的成虫阶段至关重要。该研究结果发表在《BMCBiology》杂志上，也为有翅昆虫的进化提供了线索。

现代技术有助于分析机翼结构

70年来，人们一直相信蜉蝣翼脉中的大疱在这些古老昆虫的飞行中发挥着重要作用，它们在上冲时翅膀外部被动向下弯曲，从而提供较小的空气阻力，使翅膀能够飞翔。更轻松地抬起。该理论现已被作者利用现代研究方法推翻。

“当我们拍摄蜉蝣飞行时的高速视频时，我们很快意识到之前的理论无法成立：翅膀在上冲时不是弯曲的，而是简单地垂直保持以避免空气阻力，但翅膀本身保持稳定，“斯塔尼切克博士说。

利用扫描电子显微镜、同步加速器显微CT和荧光显微镜对翅膀大疱及其详细结构进行了研究，证实这些昆虫的两个翅膀阶段的大疱实际上是翅膀上的膜质薄弱点。

当拍摄亚成体向成体的蜕皮过程时，研究人员观察到，“为了从脱落的皮肤上拔出新的翅膀，蜉蝣会举起翅膀，在指定的弱点处弯曲它们，以便更容易地将它们完好无损地拔出。”当弯曲我们的手臂以更轻松地脱下毛衣时，请做类似的事情，”斯坦尼切克说。这一假设也被观察结果间接证实，即在进化过程中失去成虫下蜕皮的少数蜉蝣中没有大疱。

昆虫飞行进化的重要线索

因此，大泡构成了成虫下蜕皮的可靠标志。在随后分析蜉蝣化石时，研究人员在距今2.72亿年前的二叠纪化石中观察到了水泡，这表明今天蜉蝣的早期祖先已经使用了相同的翅膀蜕皮机制，这是一种古老的翅膀蜕皮机制。这些昆虫的特征。

在其他现存昆虫中没有发现大疱和有翅的亚成虫生命阶段，而蜉蝣中可能保留了这一中间阶段，因为与从水生幼虫习性到陆地成虫生活的过渡有关的选择优势。

“这项工作为进一步研究飞行昆虫的进化提供了新的见解和基础。对化石记录中的大泡进行彻底的研究可能会揭示其他有翅昆虫是否也有有翅的亚成虫，以及它在进化的哪个阶段消失了，”斯塔尼切克说。

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