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白堊紀草蛉幼蟲的驚人視覺演化

古生物學家在緬甸的1億年前克欽琥珀中,發現了三隻擁有大型前向單眼的草蛉幼蟲。這些標本顯示,草蛉幼蟲在至少兩個額外的譜系中,演化出高度發達的單眼,展現了白堊紀時期草蛉幼蟲的驚人多樣性。

成年昆蟲以其複雜的複眼聞名,這些複眼讓牠們在尋找食物或伴侶時,能夠完成令人驚嘆的感官任務。

然而,在許多昆蟲幼蟲中,這些複眼尚未發育。單眼,也就是所謂的「stemmata」,通常足以滿足這些幼蟲的需求,因為牠們在這個生命階段往往只是小小的進食機器。

但有些昆蟲幼蟲是捕食者,其中一小部分已經從簡單的單眼發展出高效的成像系統。

「全變態昆蟲——如甲蟲、蜜蜂、蒼蠅、蝴蝶及其近親——的成蟲和蛹擁有複眼,這些複眼也出現在少數幼蟲中。」慕尼黑大學的研究員Carolin Haug博士及其同事表示。

「相比之下,大多數全變態昆蟲的幼蟲在頭部兩側各有一組最多七個單眼,稱為stemmata。」

「Stemmata是全變態昆蟲特有的,結構通常簡單,並且通常呈放射狀排列,提供廣闊的視野。」

「然而,左右stemmata的視野很少重疊,這使得幼蟲無法擁有雙眼視覺。」

「此外,大多數stemmata缺乏形成影象所需的複雜內部結構。」

「相比之下,一些捕食性全變態昆蟲的幼蟲已經演化出增大的前向stemmata,其視野重疊,促進了雙眼視覺。」

「例子包括水虎幼蟲、虎甲蟲、蟻獅和旋轉甲蟲的幼蟲。」

「在超過120種化石幼蟲中報告了stemmata,但尚未發現任何具有雙眼視覺能力的成像眼睛。」

在這項新研究中,作者在白堊紀克欽琥珀中發現了三隻擁有異常大型前向stemmata的捕食性草蛉幼蟲。

他們發現,這些幼蟲眼睛的大小和方向與現代蟻獅相似,並具有相似的光學解析度。

「這是首次發現此類眼睛的化石證據,因此也是最古老的。」Haug博士說。

「捕食性幼蟲的高度發達單眼不僅在蟻獅、水虎和虎甲蟲中演化,而且在已滅絕的草蛉幼蟲中至少還獨立演化過兩次。」

「我們的研究結果揭示了白堊紀草蛉幼蟲在形態、生態和進食策略上的多樣性,遠超過今天的草蛉幼蟲。」

這項研究發表在《昆蟲科學》期刊上。

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Carolin Haug et al. 白堊紀草蛉幼蟲的雙眼視覺展示了高度發達單眼的趨同演化。《昆蟲科學》,2025年2月18日線上發表;doi: 10.1111/1744-7917.13509