亚马孙大火将加剧安第斯山脉冰川融化

科技日报讯 (记者张梦然)根据英国自然科研旗下《科学报告》近日发表的一项气候科学研究,亚马孙流域西南部(巴西、秘鲁和玻利维亚)的雨林火灾,可能会加剧安第斯山脉的热带冰川融化。

亚马孙雨林位于南美洲亚马孙盆地,总面积550万平方公里,占世界雨林总面积的一半。这片雨林横跨8个南美国家,其中60%位于巴西境内。其被称为“地球之肺”,因为它吸收二氧化碳的能力,占了全球的20%,因而亚马孙雨林的火情,也往往牵动了全球的神经。

高太平说,螨虫属于蜱螨类,不是昆虫,而且在石炭纪(3亿年前)的地层中就发现了螨虫寄生在昆虫体表的化石证据,而恐龙则大概在2亿年前开始繁盛,可见螨虫的寄生行为更加古老。在缅甸琥珀中也发现了大量螨虫寄生在甲虫身上的标本。

恐龙灭绝后虫子们换个宿主继续快活

近日,首都师范大学生命科学学院研究团队在《自然·通讯》发表题为《白垩纪中期琥珀中取食恐龙羽毛的新昆虫》的论文。该研究发现带羽毛的恐龙身上寄生有一种与现代虱类似的昆虫。这种新发现的昆虫物种名为恩氏中生食毛虫,与部分受损的恐龙羽毛同时保存在有着约1亿年历史的琥珀中。

“恐龙羽毛和鸟类羽毛差异很多,有很多这方面的研究。这次我们研究对象中的这两根羽毛分别为12.7毫米和13.6毫米长,且基本左右对称,根据已有研究成果,我们判定是恐龙羽毛。”高太平解释说。

恐龙是曾经的地球霸主,但你或许不知道,高大威猛的恐龙当年也有被小小寄生虫侵扰的烦恼。

1.65亿年以前已经出现了跳蚤

除了外寄生昆虫,恐龙体内也有寄生虫

更直接的证据出现在2015年。当年,西班牙的一个研究团队在距今约1亿年的缅甸琥珀中的羽毛上发现了一只寄生的螨虫。

也就是说,由于中生代化石记录(2.5亿年前—6500万年前)存在空白,研究人员对昆虫取食羽毛行为的起源和演化一直不十分了解。此前,侏罗纪(2.01亿年前—1.45亿年前)和白垩纪(1.45亿年前—6600万年前)均发现过以血液为食的昆虫。虽然带羽毛的恐龙在此期间很常见,但以恐龙羽毛为食的昆虫之前从未有过报道。

此外,美国古生物学家在美国国家自然历史博物馆中的暴龙骨骼化石上也发现,这只暴龙在临死前发生过下颌骨病变,并猜测是由单细胞寄生虫滴虫引起的。

那么是否只有带毛的恐龙备受寄生昆虫的困扰?“目前我们认为,在侏罗纪和白垩纪时期,随着有羽恐龙、鸟类、带毛哺乳动物的出现,昆虫的外寄生行为可能还是比较普遍的。就现有证据来看,早期的外寄生昆虫对宿主没有严格的专一性,应该带毛的恐龙都没有幸免。至于没有羽毛的恐龙,因为没有相关的研究证据,我们就不得而知了。”高太平说,“了解外寄生昆虫的起源时间和演化过程,以及和宿主之间的协同演化关系,可以让我们更好地认识外寄生昆虫对环境的适应机制,为外寄生昆虫的预防和治理提供理论基础。”

有羽恐龙曾被外寄生昆虫困扰

早在2006年就有报道称,美国科罗拉多大学一个生物学研究小组从蒙大拿州发掘出一具保存十分完好的鸭嘴龙化石。研究人员发现,这种恐龙的身体内部有微小的洞孔,共达200多处,很可能是类似环节动物或线虫类的寄生虫所致。研究人员介绍说,这还是首次发现软体动物在恐龙体内的“运动痕迹”。他们猜测这只恐龙体内的寄生虫很可能在恐龙死后仍存活了一段时间。

“科研人员很早就关注有关恐龙等脊椎动物的外寄生昆虫,大约在1970年前后,国外就有相关的化石标本报道,但这些化石标本虽然呈现出跳蚤的相似结构,但缺乏最重要的一个特征,就是没有保存适于吸血的刺吸式‘口针’结构,因此在学术界存在争议。”此次论文的第一作者、首都师范大学生命科学学院副教授高太平告诉科技日报记者。

研究团队重点分析了2007—2010年的情况,当时亚马孙流域的火灾季最为严峻。他们调查了炭黑单独作用下和炭黑与先前报道的粉尘综合作用下的积雪返照率,模型显示单独的炭黑或粉尘可能使年冰川融化率增加3%—4%;二者共同作用则可能使之增加6%。如果粉尘浓度够高,粉尘单独可能使年冰川融化率增加11%—13%,而存在炭黑的情况下则可达到12%—14%。这项发现表明,亚马孙流域生物体燃烧的影响取决于积雪中的粉尘浓度。

2012年,首都师范大学教授任东及高太平团队发现了我国东北“燕辽生物群”侏罗纪时期的巨大跳蚤标本(巨大似蚤)。这些跳蚤有着很长的刺吸式口器,体长达到2.2厘米,高太平分析,巨大跳蚤的口针长度应该是与很厚的表皮层相适应,而同一地层发现的哺乳动物体型只有20厘米左右,不可能是巨大跳蚤的寄主,综合分析,这种巨大跳蚤应寄生在有羽恐龙和翼龙的身上。

“目前为止,两类重要的外寄生昆虫,即吸血的早期跳蚤(包括似蚤和刺龙蚤)、食毛的恩氏中生代食毛虫,在白垩纪都已经发现。加上螨虫,至少有3类外寄生物生活在恐龙的体表。”高太平说,他们根据此次发现及已有研究分析,侏罗纪和白垩纪时期脊椎动物的繁盛,为外寄生昆虫提供了合适的宿主条件,跳蚤取食有羽恐龙的血液,食毛类咬食有羽恐龙的羽毛。

此次,高太平等中美科学家分析了两块约9900万年前缅甸北部克钦地区的琥珀化石。化石中保存着两根恐龙羽毛和10种类似虱子的小昆虫,其中一根羽毛甚至有被啃咬的迹象。

2017年,牛津大学研究团队在《自然·通讯》杂志上发表成果,在恐龙化石中发现了吸血蜱虫寄生。他们在一块琥珀内发现了被封印的翅状物,以及上面的寄生蜱虫。测年后显示,翅状物来自公元前9900万年,也就是白垩纪时期。由于无法和任何一种现行鸟类相匹配,专家认为该翅状物应来自恐龙。不过,由于DNA降解速度太快,科学家无法通过蜱虫体内“封印”的血渍来克隆这具恐龙的原型。这一发现将蜱虫的发现纪年前推到了白垩纪时期。

2013年,该团队再次发现了一类具有演化过渡形态的跳蚤(刺龙蚤),体长大概在1厘米以下,与现生跳蚤的关系更为接近。“2014年我们通过一块因吸血而腹部膨大的白垩纪跳蚤化石,证实其单次吸血量为0.02毫升,至少是现生蚤类的15倍。”高太平说,“这些化石标本的年代都集中在1.65亿—1.25亿年前,材料也都来自我国的东北地层,但这些有关跳蚤演化的研究工作,全部是基于昆虫本身形态特征的分析,特别是刺吸式口器的结构特征,没有相应的羽毛化石。”

“这些中生代的霸主也是拿这些昆虫没有办法,做人难、做恐龙也不容易。”高太平说,更有意思的是,白垩纪晚期,恐龙灭绝了,而这些外寄生昆虫却轻易地转移了宿主,一直存活到现在,成为我们人类的烦恼。

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高太平说,琥珀里的昆虫似乎一直在以恐龙羽毛为食,其中一块琥珀化石中的羽毛上有4只昆虫,羽毛旁边还有5只,一只呈“用腿紧紧倒钩住羽毛”的姿势。羽毛有损坏的迹象,羽毛上有洞,这与昆虫对其的咀嚼一致。

虱子这类昆虫到底是什么时候诞生的,是在恐龙时代还是更早?所有的恐龙身上都有体外寄生昆虫(寄生在体表的昆虫)吗?这些寄生昆虫对恐龙有什么危害?

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此次,巴西里约热内卢州立大学研究团队利用2000—2016年间收集的火灾事件、烟羽流动、降水和冰川融化数据建模,评估亚马孙流域的生物体燃烧对玻利维亚Zongo冰川可能造成的影响。他们发现,生物体燃烧产生的气溶胶(比如炭黑)可以随风扩散到安第斯山脉热带冰川,沉降在雪中;由于被炭黑或粉尘覆盖的积雪反射的光减少(返照率下降),冰川融化可能因此加剧。

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简单来说,此次研究填补了食毛类昆虫早期起源和演化空白,这也是迄今为止世界上报道的最古老食毛类昆虫。首都师范大学客座教授史宗冈称,该研究是关于以羽毛为食的虱子或虱子类昆虫的最早记录。