野生假说表明昆虫的翅膀起源于鳃

第一批在地球上飞行的动物可能从它们的鳃进化出翅膀。

来自捷克共和国和德国的一组研究人员分析了大约3亿年前的飞虫史前化石，并确定了看起来非常相似的翅膀和鳃状结构。

这一发现表明，一些最早有翅膀的昆虫是水生或半水生的幼虫，其结果可能有助于解决困扰当今进化生物学家的最大谜团之一：昆虫从哪里得到翅膀？

“虽然我们的化石肯定不代表有翼昆虫的祖先 - 它们是幼虫，并且该组的成年虫已经拥有功能齐全的翅膀 - 但它仍然是一个相对古老的昆虫群。解释捷克科学院（CAS）的昆虫学家Pavel Sroka。

“鉴于蜉蝣和蜻蜓等其他古代昆虫分类群的幼虫也是水生的，它支持了水生环境在有翅昆虫进化的最初阶段发挥重要作用的可能性。

显然，天空中的生命与水中的生命是天壤之别，然而，在昆虫的进化时间线中，似乎有一条看不见的线将两个栖息地连接起来。

从历史上看，大多数关于有翅昆虫的讨论都有假设他们的祖先是陆地上的，但最近的遗传和化石证据表明，第一批昆虫可能类似于水生或半水生甲壳类动物。

因此，一个假设路线认为昆虫的翅膀是从肢体状的附肢进化而来的，而另一种观点则认为它们是从鳃状附肢进化而来的。

这些相互竞争的理论有时被称为“飞鼠”和“飞鱼”理论，但也有第三个假设腿部和鳃结构的融合都有助于翅膀的进化–一个奇怪的松鼠鱼杂交种，如果你愿意的话。

证明任何理论正确的问题在于，古代昆虫化石极为罕见。更重要的是，它是通常假设这些生物作为幼虫的发育方式暗示了它们的进化，尽管几乎没有证据表明情况确实如此。

不过支持基因研究表明幼年蜉蝣的鳃和翅膀具有相似的发育起源。

今天，现代甲壳类动物通过它们的外骨骼呼吸，但蜉蝣、蜻蜓、豆娘和更多与水生栖息地相关的昆虫的幼虫，通过腹部的鳃呼吸.

现在，对大约3亿年前昆虫幼虫的化石分析暗示了这些结构如何成为翅膀。

代表不同发展阶段的昆虫化石是在德国的一个岩层中发现的，其历史可以追溯到大约3亿年前。

作为幼虫，这些生物看起来有点像三叶虫。在如此早期的发育阶段，该物种被称为Katosaxoniapteron brauneri，具有侧向生长的边缘，或“襟翼”，似乎适合水生生活方式。顶部和底部皮瓣看起来非常相似，并显示出与呼吸相关的丝状。

然而，在成年期，最靠近头部的襟翼会变成翅膀。

Sroka和他的团队认为他们的研究结果“有力地支持了翅膀是从祖先鳃的前身进化而来的观点”。

“胸部扁平突起的最初形式，产生了后来的翅膀，因此可以作为呼吸器官出现，”说斯罗卡。

但需要更多的证据来证明这一假设，该假设仍处于起步阶段。直到 2010 年左右，科学家们才恍然大悟从遗传学上讲，昆虫和甲壳类动物密切相关。

水生远古昆虫的生活仍然是一个有待解开的谜团。

该研究发表在通信生物学.

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