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西湾盆地早侏罗世生态系统复原图 中科院南古所杨定华绘制
本报南京6月4日电（记者苏雁 通讯员姬尊雨）近期，中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称“中科院南古所”）博士生张前旗在王博研究员和张海春研究员的指导下，与广西地质调查院等合作，对我国南方多个地区的中生代早期陆相地层开展了调查工作。研究人员在广西贺州市西湾盆地下侏罗统石梯组中发现了丰富的海陆相动植物化石，建立了“西湾生物群”并揭示了最古老的昆虫婚飞行为，这也是迄今最古老的昆虫资源脉冲现象。该成果为深入了解中生代湖泊生态系统的特征和演化历程，以及水-陆生态系统间的联系提供了重要证据，相关成果发表于《地质学》和《历史生物学》期刊。
每年的夏季，是白蚁等昆虫羽化之后集群繁殖的高峰期，这种现象被称为婚飞。昆虫的婚飞行为等现象又是资源脉冲效应的体现。资源脉冲是指短时间内出现大量可用资源的事件。在自然界中，资源波动有时以脉冲形式发生，呈现出频率低、强度高和持续时间短等特征，是不同生态域之间能量、营养和生物量运移的一个重要机制。尽管该现象广泛存在于现代生态系统中，但科学界一直对其在地质历史中的记录所知甚少。
西湾盆地在中生界研究历史悠久，本次研究团队开展了地层学、古植物学、古昆虫学、沉积学多科学的综合性研究，将石梯组发现的鲨鱼卵鞘、昆虫以及植物等化石与前人报道过的其他化石综合命名为“西湾生物群”。
基于沉积学、埋藏学分析，该研究揭示了最古老的昆虫婚飞行为。研究团队在石梯组发现了一层壮观的蜉蝣成虫集群化石。这些蜉蝣为新分类群——张氏侏罗沙蜉，归入沙蜉科，在分类位置上属于蜉蝣的基干类群。这是沙蜉科在中国的首次发现，并且是该科已知保存最完整的化石。
石梯组下部水平纹层发育，化石层中蜉蝣成虫互相重叠，虫体朝向各异。化石层中381只成虫方向的统计数据图显示，这些蜉蝣化石无明显的定向性。这种大量同种蜉蝣成虫集中保存在同一层面上，同时又缺少其他生物类群，反映了它们当时的集群生活习性。蜉蝣集群婚飞行为过去仅发现于蜉蝣冠类群中，本次发现表明这种复杂的集群婚飞行为在早侏罗世就已经存在于蜉蝣基干类群中。
这一研究还揭示了最古老的昆虫资源脉冲效应。当水生昆虫从水中羽化、扩散到陆地并寻找配偶时，它们便成了陆地食物网的重要组成部分。研究结果表明，侏罗纪蜉蝣短时间之内从水中集群羽化，形成了从水到陆的昆虫“脉冲”，这可能会导致滨水栖息环境生态系统通量的巨大变化，进而影响基础生态、生物地球化学循环。
“作为水生昆虫的代表，蜉蝣昆虫短时间内集中羽化形成了一次资源脉冲事件，凸显了昆虫在深时陆地生态系统中关键的生态角色，蜉蝣昆虫在从水生生态系统到周围陆地生态系统的营养运输中发挥了重要作用。这种水生-陆生生态系统的联系可能是中生代湖泊生态系统中能量运移的重要特征。”张前旗说。
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