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任東

(首都師範大學生命科學學院教授)

鎖定
任東,男,首都師範大學生命科學學院教授、博士生導師。1984年畢業於中山大學,1986年畢業於中國地質科學院研究生部,現任首都師範大學生物演化與環境變遷研究所所長,北京市昆蟲學會常務理事,國際古昆蟲學會理事。
中文名
任東
國    籍
中國
民    族
漢族
畢業院校
中山大學
性    別
職    稱
教授

任東人物經歷

任東學習經歷

1980年9月-1984年7月,在廣州中山大學地質系地質學專業讀大學本科。
任東 任東
1986年9月-1989年7月,在中國地質科學院研究生部讀研究生,研究方向:古昆蟲學,獲理學碩士學位。
2002年3月-2003年12月,北京林業大學生命學院博士研究生(在職),研究方向:古昆蟲學及生態學,獲理學博士學位。

任東工作經歷

1989年研究生畢業後一直在中國地質博物館從事古昆蟲和地層學研究工作。
1994年11月被地質礦產部破格提升為副研究員。
1997年10月被地質礦產部破格提升為研究員。
2001年6月始在首都師範大學生物系任教授,博士導師。

任東學術任職

北京市昆蟲學會常務理事、古昆蟲學科組組長,《昆蟲學報》編委,[Insect Science](英文刊)編委,國際古昆蟲學會理事、亞洲召集人,教育部科技委員會生命科學二部委員,中山大學生命學院兼職教授。
1998年2月被中國地質科學院地質力學研究所聘為客座研究員。
1998年10月被中國科學院植物研究所聘為高級訪問學者。
2003年4月被中山大學生命學院聘為兼職教授。
2004年3月被教育部科技委員會聘為生命科學二部委員。

任東研究領域

以地史時期生命的進化為主要研究內容,以古昆蟲學,尤其是重要經濟昆蟲的起源演化研究作為主攻目標。研究各種生境中昆蟲羣落的組成和時空分佈規律,探索昆蟲演化模式對現今地理分佈格局形成的作用。對包括昆蟲在內的生物羣的興起、演化、滅絕和復甦有一個全面的瞭解,更好的瞭解21世紀主要經濟昆蟲區系狀態形成的歷史背景,從而對今後的發展趨勢有科學的預測,更好地認識當前環境的形成過程和未來發展趨勢。

任東招生方向

專業:遺傳學
研究方向:
(1) 昆蟲分類與系統演化
(2) 昆蟲與相關動植物的協同演化
專業:生態學
研究方向:
(3) 昆蟲演化與環境變遷
(4) 昆蟲生態
對考生要求:
對考生在本科生所學專業無特殊要求,生物學(包括宏觀或微觀生物學)、農學(植物保護)、地質學、地理學、數學、美術(繪畫)等考生均可報考。

任東人物貢獻

自1994年以來,對我國北方有代表性的中生代陸相盆地進行了較為系統的野外地質調查及昆蟲化石的採集與研究工作,對北方中生代陸相地層及其生物化石有豐富的資料積累,已採獲各類昆蟲化石4萬餘件,以第一作者出版專著一部,完成論文60餘篇。
昆蟲分類學研究中,已研究的昆蟲化石涉及15個目,62個科,107個屬,170個種,建立新科4個(Hagiphasmatidae,Protapioceridae),新屬92個,新種192個。共有11個目的21個科級單元在世界上是最低層位,12個目的23個科級單元化石在我國是首次發現,竹節蟲目(Phasmatodea)化石在我國是首次發現。蛉蟋科(Trigonidiidae)和蟻蛉科化石(Myrmeleontidae)在世界上是首次發現。研究結果表明我國北方在中生代是昆蟲的重要起源與演化中心之一。
在地層學研究中,對燕遼地區中生界岩石地層單位的劃分和對比問題做出了許多新的解釋與釐定工作,特別是在熱河生物羣的主要賦存層位之一義縣組的研究工作中,對義縣組的原始定義,層序關係,區域分佈等方面較以往認識有較大的進展。
在年代地層研究中,根據與國外相當地層中昆蟲化石的對比研究,尤其是著名的德國索倫霍芬晚侏羅世地層中許多代表性昆蟲(Kalligramma,Protonemestrius,Aboilus,Karatavoblatta,Sinaeschnidia等)在我國義縣組中的發現,初步確立了熱河生物羣的主體生存時代為晚侏羅世。J-K界線應從九佛堂組內部通過。即九佛堂組為穿時地層單位。
在生物古地理學研究中,利用中生代晚期一些昆蟲的古地理分佈資料證實了當時泛大陸存在的真實性。如古蜓科(Aeschnidiidae)的種類在晚侏羅世-早白堊世廣泛存在於美洲、亞洲、非洲、澳大利亞、歐洲。説明這些現今遠隔重洋的大陸在當時曾經有過密切的聯繫。另從20世紀末全球分佈的一些昆蟲類羣(如長翅目的蚊蠍蛉科),其最老的化石均發現於歐亞大陸和我國的東北中侏羅世地層中,因此這些化石不僅説明了歐亞大陸東部是該類昆蟲的重要起源中心,同時對泛大陸解體的最後時限的確定也提供了證據,即歐亞大陸與岡瓦那大陸分離的時限在中侏羅與晚侏羅世之間,不能早於中侏羅世。
創新點主要體現在下面三個方面:
(1)在昆蟲系統學研究中,以蛇蛉目昆蟲為突破口,根據Hennig的系統學理論,對現生和化石蛇蛉總共7個科級單元進行了支序分析,該理論和方法在我國古昆蟲學中是首次嘗試,取得了滿意的成果。任東教授因此被南開大學鄭樂怡教授邀請參加新版“昆蟲分類學”蛇蛉目一章的編寫工作。
(2)在古生態學研究中,在對昆蟲羣落的時空分佈及演替規律研究的基礎上,恢復和重建了燕遼地區中生代晚期的古環境,闡明瞭昆蟲羣落演替與地質環境變遷的內在聯繫。首次將原熱河昆蟲羣從縱向上劃分為Ephemeropsis和Hebeicarabus-Glypta二個羣落序列,分別代表了從洪積相向河流演化,最後進入湖沼相這樣一個完整的盆地發育演化系列。這種劃分結果使昆蟲化石組合、羣落演替與環境的恢復成為一個有機的整體,由此大大提高了陸相地層劃分和對比的精度。
(3)在昆蟲與植物的關係研究中,首次利用確鑿的喜花昆蟲化石,從昆蟲的角度,證明了被子植物在侏羅紀已經出現,從而對被子植物最早出現於何時何地這一重大理論問題給出了令人信服的回答。這項工作不僅在國內外均處於領先水平,而且在研究方法和研究思路上也是一個重大的突破。有關論文能在著名的“科學”雜誌上發表足以説明它所具有的重大科學意義和在國際上的影響。

任東研究課題

國家自然科學基金項目“遼寧西部侏羅-白堊紀昆蟲化石組合序列與生態演變”(編號:49302019)(起止年:1994-1996年)(金額:7萬元)。
中山大學生命學院生物防治國家重點實驗室開放研究基金“膜翅目天敵與害蟲在地質歷史中的起源演化及其捕食性與寄生性的演變”(編號:無)(起止年:1996-1998年)(金額7萬元)。
地質礦產部青年地質學家基金“中國北方中生代昆蟲分類演化及生物古地理、古生態研究”(編號:9604)(起止年:1996-1998年)(金額:6.5萬元)。
國家自然科學基金項目“侏羅紀喜花昆蟲分類演化與被子植物起源”(編號:39870093)(起止年:1999-2001年)(金額:12萬元)。
國家自然科學基金項目“北方中生代昆蟲羣演替及古生態演變”(編號:49972001)(起止年:2000-2002年)(金額:17萬元)。
國土資源部百名跨世紀人才基金“遼西中生代晚期昆蟲化石研究”(編號:9801)(起止年:1999-2001年)(金額:10萬元)。
國家傑出青年基金“中生代昆蟲分類演化及與植物相互作用的關係”(編號:30025006)(起止年:2001-2004年)(金額:80萬元)。
北京市自然科學基金項目“北京地區中生代昆蟲羣落演化與環境演變”(編號:5002013)(起止年:2000-2003年)(金額:9萬元)。
中國科學院南京地質古生物研究所現代古生物學開放實驗室項目“遼西侏羅紀脈翅目昆蟲研究”(編號:013103)(起止年:2001-2002年)(金額:4萬元)。
北京市自然科學基金項目“遼西中生代脈翅目昆蟲化石研究”(編號:5032003)(起止年:2003-2005年)(金額:11萬元)。
國家自然科學基金項目“中國東北中生代脈翅目化石分類及其在昆蟲系統演化上的意義”(編號:30370184)(起止年:2004-2006年)(金額:15萬元)。
北京市教育委員會科技發展計劃重點項目、北京市自然科學基金項目“北京地區重要經濟昆蟲的發展演化及對環境變化的響應”(編號:KZ2004.1002.8013)(起止年:2004-2006年)(金額:20萬元)。
國家自然科學基金重點項目“中生代晚期昆蟲化石系統分類及其在昆蟲起源和早期演化上的意義”(編號:30430100 )(起止年:2005-2008年)(金額:130萬元)。
北京市市屬市管高等學校拔尖創新人才項目“北京地區重要經濟昆蟲的起源演化”(起止年:2005-2008年)(金額:90萬元)。

任東獲獎情況

1997年,“北京與鄰區侏羅-白堊紀動物羣及其地層”獲北京昆蟲學會優秀論文評比一等獎。(獨著)
1998年,“燕遼地區晚中生代動物羣及其古生態和古地理意義”獲北京市青年優秀科技論文評比一等獎。(獨著)。
1998年,獲“周堯昆蟲分類學獎勵基金”一等獎。
1998年,發表在美國《科學》雜誌上的論文“Flower-associated Brachycera flies as fossil evidences for Jurassic angiosperm origions”獲第二屆地質行業科學技術發展基金優秀論文特等獎。(獨著)
1999年1月獲國土資源部百名跨世紀人才項目。
2000年,“北京與鄰區中生代晚期昆蟲羣及其古生態和古地理研究”獲北京市科技進步三等獎。(排名第一)
2000年11月獲國家自然科學基金“傑出青年基金”項目。
2001年6月獲國務院頒發的“政府特殊津貼”。
2002年,“侏羅紀喜花昆蟲作為被子植物起源的證據”獲北京市科技進步二等獎。(排名第一)
2003年,獲“茅以升科技獎--北京青年科技獎”。
2004年,獲第八屆“中國青年科技獎”。
2004年4月入選人事部、科技部、教育部、財政部、國家發展和改革委員會、國家自然科學基金委員會、中國科學技術協會組織的“首批新世紀百千萬人才工程國家級人選”。
2005年9月入選2005年度北京市屬市管高等學校拔尖創新人才
2011年度“中國中生代晚期昆蟲與植物協同演化研究”項目榮獲北京市科學技術一等獎 [1] 
2020年12月,被評為北京市先進工作者。 [2] 

任東論著

先後出版專著1部,論文60餘篇
專著
任東,盧立伍,郭子光,姬書安,1995,北京與鄰區侏羅-白堊紀動物羣及其地層。地震出版社,222頁。
論文
(* 代表通訊作者)
任東,1993,蚊蠍蛉科化石在我國的首次發現。地質學報,67(4):376-381。
任東,1994,遼寧北票晚侏羅世裏阿斯箭蜓一新屬(昆蟲綱,蜻蜓目)。現代地質,8(2):354-358。
任東,1994,遼寧北票晚侏羅世蛇蛉化石(昆蟲綱)的新發現。地層古生物論文集,25:131-140。
任東,洪友崇,1994,現生和化石蛇蛉科的支序分類(昆蟲綱:蛇蛉目)。中國地質科學院院報,29:103-117。
任東,朱會忠,1996,內蒙赤峯早白堊世昆蟲化石新發現。地球學報,4:432-439。
任東,盧立伍,姬書安,1996, 燕遼地區中生代晚期動物羣及其古地理、古生態意義。地球學報,17卷:148-154。
任東,1997,中國中生代晚期蛇蛉化石研究。動物分類學報,22(2):172-188。
任東,1997,遼寧西部上侏羅統義縣組研究新認識。地質論評,43(5):449-459。
任東,姬書安,1997,1997年春季遼寧古鳥類化石中外聯合考察活動簡介。中國地質,7:33-34。
任東,1996,遼寧撫順煤田琥珀中的昆蟲化石簡介。中國地質遺蹟與保護(光盤)。河南科技出版社
任東,洪友崇,1998,被子植物的起源-以喜花虻類化石為據。動物分類學報,23(2): 212-221。
任東,尹繼才,1999,河北豐寧中生代晚期昆蟲羣落與生態地層的初步研究。地質科技情報,18卷(1):39-44。
任東,1999,第三十二章 蛇蛉目。見歸鴻、鄭樂怡主編《昆蟲分類學》,南京師範大學出版社,南京,530-540頁。
王憲曾,任東,王宇飛,2000,遼寧西部義縣組被子植物花粉的首次發現。地質學報,74(3):265-272。
洪友崇,吳堅,任東,2001,山東山旺盆地中新世兩個螞蟻新屬(Heteromyrmex Zhang,1989和Tolylasius Zhang,1989)的修正。地質論評,47(4):345-349。
任東,2002,遼西的昆蟲化石。見:張殿雙主編:追蹤遠古生靈-漫話遼寧古生物化石,141-160頁,遼寧美術出版社
任東,2002,遼西昆蟲化石圖冊。見:吳啓成主編:遼西古生物化石珍品,1-32頁,地質出版社。
李學鳳,任東*,2002,沼澤野蜓雄性化石的首次發現及其脈序變異。動物分類學報,27(3):486-490。
譚京晶,任東*,2002,內蒙寧城中侏羅世九龍山組昆蟲羣落生態的初步研究。動物分類學報,27(3):428-434。
任東,高克勤,郭子光,姬書安,譚京晶,2002,內蒙古寧城道虎溝地區侏羅系地層劃分及時代探討。地質通報,21(9):621-631。
任東,2002,中國中生代昆蟲化石研究新進展及意義。昆蟲學報,45(2):234-240。
任東,尹繼才,2002,內蒙古自治區中侏羅世表翼蛉化石一新種(脈翅目:翼蛉科)。動物分類學報,27(2):274-277。
任東,2003,遼寧北票晚侏羅世麗蛉化石二新屬(脈翅目:麗蛉科)。動物分類學報,28(1):105-109。
姚雲志,彩萬志,任東*,2004,中國異翅目化石研究現狀。動物分類學報,29(1):33-37。
任東,2004,遼寧西部九佛堂組晝蜓化石的新發現及其地質意義。世界地質,23(3):209-212。
譚京晶,任東*,2004,中國中生代鞘翅目化石研究現狀。動物分類學報,29(4):683-691。
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對學生的獎勵措施
凡是取得具體研究成果的學生,導師將至少安排學生參加國內外學術會議一次。除學校和生科院的獎勵之外,導師還將對學生髮表的論文按刊物的級別每篇及時獎勵現金1000-5000元不等,論文數不封頂。
熱愛古昆蟲研究事業
人們常説,成功的秘訣就是當好機會來臨時立刻抓住它。然而,當機會真正敲門時,大多數人卻渾然不覺。
首都師範大學生命科學學院任東教授取得的第一個有國際影響的重大成果,就是源於一個很不起眼、極易錯過的機會。
1992年6月19日,任東正在醫院陪着自己的妻子,他們的孩子快要出生了。遼西的一位農民朋友突然打來電話,告訴他發現了一塊昆蟲化石。任東猶豫了一下:難道這個時候也不能守在妻子身邊?
任東還是心急火燎的趕到了遼西。
“我對化石是很痴迷的。”任東解釋説。對他來説,每一塊化石都在講述一個完整的故事,等着人們來傾聽。
這一次,任東找着了一個“大故事”。從達爾文開始一直困擾古生物界的難題將被破解。
那是一塊類似牛虻的古昆蟲化石,出現於大約1.4億年前的晚侏羅紀時期。這個名叫網翅虻的昆蟲非常奇怪:它有長長的口器(喙)。
侏羅紀,蚊子已經出現了。只要看過《侏羅紀公園》一定會有印象:在那部電影中,科學家通過一隻蚊子體內的血,克隆出了恐龍。但是,這塊化石的口器在結構上和蚊子完全不同,而且又粗又長,根本不可能刺破皮膚。它的喙是幹什麼用的?
任東查閲了大量的文獻資料,發現這種結構的喙與花朵有密切的關係,它是用來吸食花蜜的“吸管”。而且,任東還發現,在非洲和南美依然有現存的物種,它們也都是訪花昆蟲。
經7年多時間,任東掌握了足夠的證據,確定這是1.4億年前訪花昆蟲的化石。
按照達爾文生物進化的觀點,所有物種都是經過漫長的過程逐步演化而來的。在1.1億年左右,美麗的花朵已經遍佈世界。然而,沒有任何證據顯示,在這個年代之前,地球上曾經出現過花朵。被子植物為什麼會突然大量出現?達爾文本人也非常困惑,説這是“一個令人討厭的謎”。
任東的發現破解了這個“討厭的謎”,訪花昆蟲的出現,意味着當時一定有花朵存在,也就證明被子植物(開花植物)已經出現了。也就是説,通過訪花昆蟲化石這個間接證據,證明了被子植物不是1.1億年前才突然出現的,至少在1.4億年前,它已經存在了。
1998年4月3日,《科學》雜誌在發表了任東的論文《侏羅紀訪花昆蟲作為被子植物起源的證據》,還配發了一篇評論員文章,這是該雜誌對重要論文的最高禮遇。巧合的是,當年11月《科學》又發表了中科院南京地質古生物研究所孫革博士的一篇論文:孫革在同一個地點,採集到了被子植物的化石。這直接證明了任東通過昆蟲化石所得出的結論是正確的。
任東的這個研究成果,為他帶來了很高的榮譽。這似乎是源於一個非常偶然的機會,而且還很“玄乎”。但還是有其必然性的:任東是一個餓着肚子也要找化石的人。
對於自己採集到的第一塊昆蟲化石,任東至今印象深刻。
1987年7月,任東讀碩士的第二年,他獨自來到甘肅酒泉。當地的石油部門同志派一輛吉普車,送他到野外去採集化石。
“早上帶上飯,然後晚上回來。但是上車的時候,我把飯盒就放到前輪車蓋子上,忘了拿進來。”任東回憶説。
等他到了目的地,下車後才想起來飯盒的事情———早不知道滑落到哪裏了。四周是茫茫戈壁灘,一點可以吃的都找不到。任東就餓着肚子幹了一天,終於採到了第一塊化石。
20世紀末,任東擁有的化石已經超過4萬件,但這塊化石,他直到現在還能清楚的描述出它的形狀。
正是根據自己的經歷,任東認為從事古昆蟲研究,一定要對這個事業真心熱愛。他在招收研究生的時候,也很注意這一點。
解密古昆蟲
1998年4月3日,國際自然科學界的權威雜誌《科學》刊登了一篇來自中國的文章《侏羅紀訪花昆蟲作為被子植物起源的證據》,這篇文章的作者任東創造性地從訪花昆蟲化石這一獨特角度對被子植物起源進行研究。證實了虻類是被子植物最原始的傳粉類羣之一,證明了被子植物在晚侏羅紀時已經存在。
1992年6月20日,這是一個令任東難忘的日子。經過了上百次一無所獲的敲擊之後,一塊漂亮完整的昆蟲化石呈現在他眼前。它有着類似於牛虻的身形和一個可能是用來吸食花蜜的細長的喙。按當時的學術界的觀點來看,這種訪花昆蟲不應該出現在這片晚侏羅紀的地層中。因為它們賴以生存的被子植物,也就是開花植物,起源於兩千萬年後的白堊紀。它究竟以什麼為食?被子植物與它之間有着怎樣的聯繫?許多問題湧入了任東的腦中,他意識到這塊化石具有非常重要的研究價值。
任東教授説,“我們非常地吃驚,因為在當時採化石的時候,就已經有將近十來天了吧,一直沒有‘開張’,但是一採到這個化石,保存又非常完好,非常清晰,所以説感到非常吃驚。但是這化石怕損壞了,趕快用紙包起來,因為怕放在包裏也怕壓壞了,或者是丟失了,或者是不小心踩到了,我趕快把飯先吃了,把化石放到飯盒裏。”
其實早在1967年,一位名叫魯登道夫的前蘇聯昆蟲學家就在文章中提到過類似的發現。也許是對植物學並不瞭解,他並沒有在此發現上做過多地思考。而愛好廣泛的任東卻憑着對植物學的些許認識,很快聯想到這隻昆蟲,也許能進一步判定被子植物的出現時間。
任東教授説,“我的化石要想證明它是訪花的呢,你不僅是證明它是屬於虻科,或者是網翅虻科,必須要證明這個化石它有相應的訪花的構造和取食花蜜的構造,我才能證明當時的昆蟲也同樣在花上活動的,而我這個化石最清楚的證據就是它有一個細長的喙。它的喙呢,只能是用來吸食花蜜的。而花的存在是被子植物的一個特徵,如果證明花的存在,就可以證明在晚侏羅紀被子植物也應該存在了。”
為了證明這個問題,任東開始埋首於自己並不熟悉的古植物研究。直到四年後,任東完成了論文《侏羅紀訪花昆蟲作為被子植物起源的證據》,以古昆蟲學的重大發現作為佐證,把被子植物的出現時間向前推進了兩千萬年。該文不但得到了《科學》雜誌審稿科學家的極力推薦,在發表時《科學》雜誌還為它配發了一篇評論員文章,這是該雜誌對重要論文的最高禮遇。
1984年,本科畢業於地質系的任東卻迷上了古生物學,而且選擇了其中最薄弱的古昆蟲學作為自己的研究方向,師從我國古昆蟲學科帶頭人之一洪友崇教授。在巨大的恐龍化石,精美的鳥類化石面前,古昆蟲弱小的身軀顯得微不足道,也一直沒有得到學界應有的重視。但是任東卻堅信,在這片尚待發掘的天地中將有自己施展抱負的機會。
開創性的工作總是艱苦的,任東必須從最基本的找化石開始,一點一滴地積累原始的研究資料。十幾年的時間,他走遍了西北、華北、東北偏遠的山區進行野外地質工作和採集化石,和地方上的農民同吃同住,交朋友,甚至培養他們做自己的助手。這在旁人眼中又苦又累,繁複瑣碎的工作卻讓任東樂在其中。
任東教授説,“在野外呢,你爬山涉水的話,跟旅遊肯定是不一樣的。旅遊都是挺好的路呀,導遊帶着你去走,我們走得都可以説是人煙稀少的,荒涼的地方。如果説你不苦,那肯定是假的,但是在這苦中,如果你經常有重大的發現的話,它的樂趣遠遠大於這個苦。這樣的例子很多,就在一個地方可能堅持了一個星期了,最後我們説再試一下吧,可能就是最後這一錘子,找到一個化石,而有的時候這種化石還特別重要。”
如今,任東已經採集到了四萬多塊化石,研究了15個綱目的古昆蟲,建立了多個新科、新屬和新種。並在此基礎上系統地研究了中國北方侏羅——白堊紀昆蟲區系形成和時空分佈的規律。初步證實我國北方是昆蟲一個重要的起源和演化中心,從古昆蟲角度為泛大陸的存在和解體時限提出了證據。
談到《侏羅紀訪花昆蟲作為被子植物起源的證據》這篇給任東帶來巨大榮耀的文章,他本人卻從不認為它是自己取得的最好成果,因為古昆蟲本身的研究才是他投入最多精力,最有成就的領域。雖然以前關注這項研究的人很少,但是令任東欣慰的是:已經有越來越多的人開始認識到古昆蟲學對整個古生物學重要的意義。
這些弱小的生命,任時光把自己鏤刻成一本本微型史書,透過歲月的長河,對億萬年後的人類描述着遠古世界的喧鬧繁榮,訴説着滄海桑田的變化規律,但是卻沒有一個人的生命足以去讀完這些書。作為一名大學教師,任東寄望自己的學生能夠從它們身上讀到更多的知識,他相信只要鍥而不捨地延續對古昆蟲的研究,遠古的生物世界終會向世人揭開自己神秘的面紗。
糾正熱河生物羣百年分類錯誤
我國科學家發現並建立蜉蝣目昆蟲新屬種,糾正熱河生物羣百年分類錯誤
任東教授(左)和黃建東博士在研究化石標本 任東教授(左)和黃建東博士在研究化石標本
在國家自然科學基金重點項目的資助下,首都師範大學生命科學學院教授任東和他的博士生黃建東,在對中國北方中生代著名的熱河生物羣中的昆蟲化石研究中,發現中國義縣組原被認為是類蜉蝣屬的化石應歸入美麗蜉蝣屬,三尾類蜉蝣可能僅分佈在西伯利亞的外貝加爾和蒙古共和國,近百年來一直沿用的熱河生物羣中所謂三尾類蜉蝣在我國並不存在。
這項研究成果改寫了在國際上沿用了100多年的熱河生物羣(Jehol Biota)典型代表分子為三尾類蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)的觀點,由於其重要意義,該成果的相關論文發表在國際重要動物學權威刊物《動物分類》(Zootaxa)(1629期)上。
據任東介紹,熱河生物羣是中生代晚期分佈在東亞地區尤其是我國遼西、冀北地區的一個非常繁榮的陸相化石羣,研究歷史已逾百年。21世紀以來相繼發現早期鳥類、帶毛恐龍、哺乳動物、原始被子植物及訪花昆蟲化石,引起了國際科學界的廣泛關注,緊接着已有近百篇相關研究論文在國際頂級期刊如Nature,Science上發表。
而三尾類蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)、東方葉肢介(Eosestheria)、狼鰭魚(Lycoptera)是熱河生物羣的3個典型分子,它們在確定地層歸屬與熱河生物羣的分佈範圍上意義重大,因此熱河生物羣又被稱為E-E-L生物羣。“以前在中國熱河生物羣中發現的蜉蝣化石,由於缺乏專業研究,長期以來都被我國學者歸為所謂的三尾類蜉蝣,在各類文獻和教科書中出現的頻率很高,據不完全統計有300餘篇的論文及專著涉及到它。我們最近的研究發現,這類標本的命名存在有明顯的錯誤。”任東説。
繁雜的準備工作
作為一類非常古老的類羣,雖然三尾類蜉蝣昆蟲已經絕滅。但是由於其原始的脈序和獨特的系統地位,該類化石的研究不僅對探討蜉蝣類羣的起源、進化和生活習性及恢復當時的生態環境等方面具有重要的意義,而且對於研究其他有翅昆蟲及其翅的起源與演化,以及不同地質時期古地理、古氣候、地球演變和生物進化等具有重要的參考價值。任東向記者介紹説。
據悉,蜉蝣成蟲的生命非常短,古人曾經用朝生暮死來形容它的短暫生命。因此,蜉蝣成蟲化石並不容易形成,而要採集到適合於研究的完整蜉蝣成蟲化石更是難上加難。
黃建東告訴記者,他們實驗室幾十年來收集加上化石愛好者的無償捐贈總共也只有不到一百件蜉蝣成蟲標本,而就是這些標本為接下來的研究工作打下了堅實的基礎。
在標本收集完成後,研究的進一步工作就是對標本進行篩選,並且在顯微鏡下觀察篩選出來的標本,將觀察結果與標準的三尾類蜉蝣進行系統比對。“這是非常繁瑣和枯燥的工作。”黃建東説,“我要把有研究意義的化石標本手工描繪出來,有時候一天都無法完成一個前翅或者是後翅的繪圖。”
手工繪圖完成後還需要經過掃描輸入電腦,藉助專門的圖形編輯軟件進行處理。
另外,由於熱河生物羣中的三尾類蜉蝣首先由俄羅斯科學家發現,而且相關的權威文獻大多是俄文的,研究時必須對那些文獻進行翻譯,這也需要花費巨大的心血。
偶然中的必然
美麗蜉蝣屬化石標本 美麗蜉蝣屬化石標本
在日復一日耐心細緻的工作中,黃建東意外發現自己觀察的採自遼寧北票、義縣和河北平泉的義縣組的蜉蝣標本與國外文獻中標準的三尾類蜉蝣和類蜉蝣屬其他成蟲標本在翅展、脈序、中胸背板特徵等存在較明顯差異。黃建東觀察的標本與典型的三尾類蜉蝣的不同點,總結起來主要有4點:前翅前緣脈(C)和徑脈(RA)之間的末端翅膜加厚;徑分脈(RS)的後支(RSp)不分叉;在前翅MP2和CuA1 之間有明顯的閏脈(intercary vein);前翅的翅展在32mm~38.5mm,後翅略長於前翅的1/2。任東課題組據此建立了蜉蝣新屬——美麗蜉蝣屬(Epicharmeropsis),並建立了兩個新種:E. hexavenulosus,E. quadrivenulosus。
俄羅斯著名的古生物學家Nina. D. Sinitshenkova獲悉這個消息後,特地來到任東所在的實驗室進行驗證,在共同進行了一個多月的研究後,她率先認可了這個研究成果。
對於這個結果,任東並不感到意外。他告訴記者,他的導師洪友崇先生早年對蜉蝣化石進行研究時就曾經提出了疑問,但是由於信息不暢,化石標本佔有不夠等原因未能找到更多的證據來進行驗證。
在獲得了相對充足的標本,能夠進行較為系統的比對後,這個發現也就水到渠成了。當然,黃建東的細緻工作也是研究取得進展的重要因素,任東並沒有掩飾對自己學生的讚賞。
期待連鎖反應
任東告訴記者,21世紀以後,蜉蝣目化石的研究內容不再限於形態的描述,還涉及生態、地理分佈、地層、系統發育等方面。
任東認為,此次研究發現的新成果可能引發多米諾骨牌效應。
首先,此次發現更正了前人的分類錯誤,原被認為是類蜉蝣屬的化石應歸入美麗蜉蝣屬。近百年來一直沿用的熱河生物羣典型分子組成需要被改寫。另外,蜉蝣系譜的劃分也更加明晰。
其次,作為一種水生昆蟲,蜉蝣是按照水系分佈的,種羣不同意味着分佈水系也不一樣。例如,黃河流域與長江流域魚的種羣就不一樣。所以可以認為,三尾類蜉蝣分佈範圍可能縮小為西伯利亞的外貝加爾和蒙古共和國。
最後,曾經有學者按照水生節肢動物的分佈情況,提出存在古黑龍江水系的觀點。美麗蜉蝣屬的發現,對於古黑龍江水系是否存在,起碼從昆蟲研究觀點來看還需要進一步考證。
“可以預見,美麗蜉蝣屬發現和建立將是一系列古生物學新發現的前奏,我們也希望能夠在接下來的研究中繼續作出自己的貢獻。”任東説。
參考資料