陆地上复杂生态系统的兴起是生命历史中的一个重要转折点。随着生物超越海洋扩展，陆地环境成为越来越多样化社区的家园。昆虫如今构成了地球上物种最丰富的动物群体，最终成为这些生态系统的中心。然而，昆虫从水到陆地的早期转型的重要部分仍然不清楚。一支国际研究团队现在已经确定了一种来自晚石炭纪，约3.24亿年前的茎群昆虫。通过研究这个化石以及来自更早和更晚时期的其他神秘标本，研究人员重建了早期昆虫进化中的一个关键阶段。他们的研究结果表明，昆虫在开始殖民陆地后并没有立即完全陆生。相反，早期形式保留并修改了从水生祖先那里继承的特征，花费了较长时间在一种半水生、两栖的生活方式中。这项研究由中国科学院南京地质古生物研究所的蔡晨阳教授和剑桥大学的联合培训博士生Erik Tihelka领导。他们与来自美国、西班牙和其他国家的研究人员合作。研究结果于8月26日发表在《自然》上。新物种Chosha praecursor 研究人员描述了一种名为Chosha praecursor的新物种。它们还重新审视了来自英国早泥盆纪硅质矿床和美国晚石炭纪Mazon Creek生物群的神秘茎昆虫化石。这些化石共同帮助填补了昆虫早期历史中的重大空白。它们还挑战了关于昆虫体型发展及全甲壳类祖先如何过渡到陆地的长期观点。最重要的是，这些标本提供了直接的化石证据，表明从水生到陆生生活的转变是逐渐发生的。分子钟研究表明，六足类在寒武纪-奥陶纪期间就与它们的海洋甲壳类亲属分开，并开始适应陆地环境。然而，化石记录却讲述了一个不太完整的故事。公认的六足类体化石首次出现在大约4.05亿年前的早泥盆纪Rhynie Chert中。可清晰识别的昆虫化石直到晚石炭纪才开始变得丰富。这在化石记录中留下了大约8000万年的空白。记录中间步骤的化石也极其稀少。科学家们几乎没有直接证据表明早期昆虫是如何从水生和半水生栖息地迁移到陆地环境中的，或者它们的身体在这个过程中如何变化。因此，涉及昆虫陆生化的进化路径、解剖创新和生态适应仍然没有得到很好的理解。化石曾被误认为是甲壳类 新描述的C. praecursor化石是在德克萨斯州西部Marathon Uplift的石灰质粘土石结核中发现的。它们保留了异常精细的解剖细节。利用交叉偏振光成像，研究人员能够识别出独特的特征，表明这些化石多年来被误分类。标本不是甲壳类幼虫，而是成年的雌性昆虫。它们的身体长度为32.09毫米。当计算上中轴尾丝和两个尾肢时，总长度达到49.66毫米。它们流线型、梭形的身体结合了六足类和更原始祖先特征的特征。详细分析表明，C. praecursor具有产卵器和末端尾丝。它还有一个分段的躯干和六条行走腿，这是与昆虫相关的基本身体结构。但它的腹部包含一些更为不寻常的东西。第1至第9段带有分段的附肢，后腹肢已被改造成桨状结构。没有现存的冠群昆虫具有可比的腹部附肢。地质重建表明，包含化石的沉积物是在近海、浅水三角洲沿海环境中形成的。这种环境，加上动物的解剖特征，表明C. praecursor生活在水和陆地交界的潮湿栖息地中，过着两栖、半水生的生活方式。填补8000万年空白 研究团队还通过详细比较这些古生代六足类的解剖和进化关系，对三种神秘的古生代六足类进行了重新评估。其中包括来自苏格兰早泥盆纪的Leverhulmia、来自美国伊利诺伊州Mazon Creek生物群的一种未命名的六足类以及C. praecursor。研究人员得出结论，所有三者都属于昆虫的原始茎谱系。它们共同代表了迄今已知的最古老的昆虫集合，有助于填补该类群缺失的重大时间间隔。