有没有一种可能，昆虫的翅膀可能是从鱼鳃进化而来的

「封面」昆虫翅膀的脉序

大家好，我是科学羊！

达尔文的进化论告诉我们，生物是从低级到高级，从单细胞到多细胞。无论这个理论是不是正确的，但终归给了我们一个答案——我们究竟从何而来。

然而，有一个关于进化论的课题到现在还没有解开，那就是——昆虫的翅膀究竟从何而来？

昆虫翅膀的起源依然笼罩在谜团之中。

尽管化石记录丰富，但我们从未找到过渡物种的确凿证据，这使得解释这种非凡适应性的进化过程变得异常困难。

翅膀是许多现代昆虫物种的标志性特征，但它们的早期功能和进化路径依然未知。

究竟这些原始翅膀最初扮演了什么角色？它们是否一开始就能够高效飞行？这些问题依旧悬而未决。

01 水生祖先假说

不久前，科学界普遍认为，有翼昆虫的共同祖先生活在水生环境中。

这种观点源于所有动物，包括脊椎动物，都起源于水的理论。

然而，另一种观点则认为，翅膀可能是由鳃进化而来的，最初可能出现在陆地或半水生环境中。

最近在德国下萨克森州的一处洞穴中发现的化石，提供了新的线索。

这些化石属于古网翅目的幼虫，这类昆虫起源于石炭纪，并在古生代末期灭绝。

幼虫的身体结构显示出对水生环境的适应性，暗示了有翼昆虫的假想祖先可能也是如此。

02 翅膀的鳃进化理论

这些幼虫的腹部两侧有成对的扁平结构，类似于鳃，显示出它们在水生环境中生活的痕迹。

此外，幼虫胸部还有三对未来翅膀的雏形，其结构与腹部的鳃板相似。

这些翅膀雏形可能在水生环境中帮助幼虫进行氧气摄取。

尽管这些古网翅目幼虫的化石不一定代表有翼昆虫的直接祖先，但它们提供了宝贵的线索。

现代蜻蜓幼虫的水生习性也支持了水生环境在早期有翼昆虫进化中的重要作用。

蜻蜓幼虫证明，水生环境是这些幼虫的主要生存场所，这与早期有翼昆虫在水生环境中进化的观点相符。

03 古网翅目幼虫的启示

古网翅目幼虫的胸部和腹部结构展示了未来翅膀可能的演化路径。

它们的身体两侧有明显的扁平突起，可能在呼吸中起到了重要作用。

幼虫阶段的这些呼吸表面，特别是扁平的侧腹部突起和边缘皮瓣，显示出显著的适应性。

这些结构使人联想到长圆柱形身体的原翼状体，这些原翼状体的胸部和腹部具有可移动的外侧生长物（皮瓣）。

这些特征在水生环境中可能提供了有效的呼吸和游泳支持。幼虫的这些突起可能起到了“桨”的作用，帮助它们在水中移动和呼吸。

04 翅膀的进化过程

根据Prokop等人的研究（2023年），化石中的未来翅膀位于侧面和背腹扁平的位置，最初可能在幼虫阶段用于呼吸功能，而在成虫阶段逐渐演变为飞行结构。

这种从水生幼虫到陆生成虫的过渡过程中，翅膀的功能也发生了显著变化。

在一些昆虫中，幼虫阶段的类似鳃结构在成虫阶段仍然保留下来。

这些胸部特征的持续存在，可能是早期翅膀用于滑翔飞行和真正飞行的重要进化步骤。

幼虫阶段呼吸面积的增加，可能是选择压力的结果，同时也提供了游泳期间的支持。

这些突起可能在水面上摩擦，主要目的是移动水，使幼虫能够利用鳃在水中航行。

这些新的化石发现显示了翅膀进化的复杂性和多样性。

研究人员通过细致的化石分析，揭示了标本中未来翅膀的前兆。

从标本中可以看到发育中的翼垫结构，以及腹外侧突起的细节，这些发现为理解翅膀的进化提供了新的视角。

这些发现强调了更有效的呼吸结构（如完全铰接的腹部气管鳃）的发展，可能是翅膀和现代呼吸系统的前身。

事实上，这些翅膀前体的功能最初可能是用于滑翔飞行，随后在进化过程中抑制了它们原来的呼吸功能。

结语

可以看出，昆虫翅膀的起源是一个复杂而迷人的课题。不过他给了我们很多探索的空间。

尽管目前的研究提供了一些线索，但仍有许多问题等待解答。

这些新发现的化石为我们理解昆虫翅膀的演化提供了新的视角，展示了从水生环境到飞行适应性的可能路径。

随着进一步的研究，我们有望揭开昆虫翅膀进化的更多秘密，为这一奇妙的自然现象提供更全面的解释。

如果你想了解更多昆虫🪲方面的知识，尤其是给孩子们科普，建议读读：

好，今天就先这样啦～

科学羊🐏  2024/08/03

祝幸福~ 

参考文献：

[1]. Insect Wings May Have Evolved from Gills | by Mattia Papàro

「感恩关注，科学羊持续为您带来最好的科普知识」