内容摘要：西灣盆地早侏羅世生態係統複原圖（南京古生物所楊定華繪製）“西灣生物群”化石產地剖麵石梯組保存的蜉蝣集群化石層沉積特征及化石表麵元素分布（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學院南京地質古生物研究所：在

西灣盆地早侏羅世生態係統複原圖（南京古生物所楊定華繪製）

“西灣生物群”化石產地剖麵

石梯組保存的蜉蝣集群

化石層沉積特征及化石表麵元素分布
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學院南京地質古生物研究所：在自然界中，資源波動有時以脈衝形式發生，呈現出頻率低、強度高和持續時間短等特征。資源脈衝是指短時間內出現大量可用資源的事件。資源脈衝事件是不同生態域之間能量、營養和生物量運移的一個重要機製。該現象廣泛存在於現代生態係統之中，但我們對其深時記錄所知甚少。 
近期，中國科學院南京地質古生物研究所博士生張前旗在王博研究員和張海春研究員的指導下，與鄭大燃研究員、博士研究生許春鵬和李婷、碩士研究生黎家豪、廣西地質調查院王學恒工程師等人合作，對我國南方多個地區的中生代早期陸相地層開展了詳細的調查工作。研究人員在廣西賀州市西灣盆地下侏羅統石梯組中發現了豐富的海陸相動植物化石，並開展了詳細的分類學、埋藏學和沉積學等研究，建立了“西灣生物群”並揭示了最古老的昆蟲婚飛行為，這也是最古老的昆蟲資源脈衝現象。該成果為我們深入了解中生代湖泊生態係統的特征和演化曆程，以及水-陸生態係統間的聯係提供了重要的化石證據。相關成果發表於《地質學》（Geology）和《曆史生物學》（Historical Biology）期刊。 
本次研究基於各類動、植物化石建立並命名了“西灣生物群”。西灣盆地中生界研究曆史悠久，南京古生物所斯行健院士、周誌炎院士都曾研究過產自西灣的植物化石，其中石梯組的昆蟲化石曾由林啟彬研究員集中報道。本次研究團隊開展了地層學、古植物學、古昆蟲學和沉積學等多學科的綜合性研究，將石梯組發現的鯊魚卵鞘、昆蟲以及植物等化石與前人報道過的其他化石綜合命名為“西灣生物群”。 
基於沉積學、埋藏學分析，本次研究揭示了最古老的昆蟲婚飛行為。婚飛行為指的是昆蟲羽化之後集群繁殖的現象。此次研究團隊在石梯組發現了一層壯觀的蜉蝣成蟲集群化石，蜉蝣個體數量高達數百隻。這些蜉蝣為一新分類群——張氏侏羅沙蜉（Jurassephemera zhangi Zhang et al., 2022），歸入沙蜉科，在分類位置上屬於蜉蝣的基幹類群。這是沙蜉科在中國的首次發現，並且是該科已知保存最完整的化石。 
在生物地層學分析的基礎上，研究團隊開展了詳細的埋藏學（元素能譜分析和拉曼組分分析）和沉積學（岩石切片）研究。石梯組下部水平紋層發育，化石層中蜉蝣成蟲互相重疊，蟲體朝向各異。根據化石層中 381隻成蟲保存方向的統計數據圖，顯示這些蜉蝣化石無明顯的定向性。綜合以上證據，該蜉蝣集群化石保存於低能的沉積環境，屬於原地埋藏。這種大量同種蜉蝣成蟲集中保存在同一層麵上，同時又缺少其他生物類群，反映了它們當時的集群生活習性。 
現生蜉蝣生命周期的大部分時間都生活在水中，羽化後的成蟲通常隻能存活數小時至幾天。在短暫的成蟲階段，雄性個體在空中形成密集的集群，雌性個體必須在飛入並穿過雄性集群過程中找到雄蟲交配，再找到合適的地方產卵，才能實現後代的繁衍。蜉蝣集群婚飛行為過去僅發現於蜉蝣冠類群中，本次發現表明這種複雜的集群婚飛行為在早侏羅世就已經存在於蜉蝣基幹類群中。 
利用元素能譜分析和拉曼組分分析，結果表明“西灣生物群”化石最外層主要為鐵的氧化物和粘土礦物殘留，但是化石表麵成分則仍以碳元素為主；研究人員推斷鐵的氧化物可能是後期成岩過程中風化作用的產物。 
本次研究揭示了最古老的昆蟲資源脈衝效應。水生昆蟲在食物網中扮演著重要角色，是水生植物的分解者和消費者，同時又成為魚類和其他捕食者的食物。當水生昆蟲從水中羽化、擴散到陸地並尋找配偶時，它們便成為了陸地食物網的重要組成部分。除了為捕食者提供食物外，突然出現的昆蟲集群還可以對湖泊和溪流附近的植物群落產生“增肥效應”，原因在於這些昆蟲的集群死亡和分解能夠轉變成生態係統的肥料。 
本研究結果表明，侏羅紀蜉蝣短時間之內從水中集群羽化，形成了從水到陸的昆蟲“脈衝”，這可能會導致濱水棲息環境生態係統通量的巨大變化，進而影響基礎生態、生物地球化學循環。 
作為水生昆蟲的代表，蜉蝣昆蟲短時間內集中羽化形成了一次資源脈衝事件，凸顯了昆蟲在深時陸地生態係統中關鍵的生態角色，蜉蝣昆蟲在從水生生態係統到周圍陸地生態係統的營養運輸中發揮了重要作用。這種水生-陸生生態係統的聯係可能是中生代湖泊生態係統中能量運移的重要特征。因此，西灣生物群中蜉蝣集群的發現為研究中生代水-陸生態係統之間的聯係（“中生代湖泊革命”）打開了一個窗口，研究成果也揭示了目前已知的最古老的昆蟲資源脈衝效應。   
本研究得到了中國科學院和國家自然科學基金項目的聯合資助。 
論文信息：Zhang Qianqi, Wang Bo*, Zheng Daran, Li Jiahao, Wang Xueheng, Jarzembowski E.A., Xu Chunpeng, Li Ting, Zhang Haichun, Engel M.S. 2022. Mayflies as resource pulses in Jurassic lacustrine ecosystems. Geology. https://doi.org/10.1130/G50055.1.
Zhang Qianqi*, Zheng Daran, Jarzembowski E.A., Wang Xueheng, Li Jiahao, Engel M.S. 2022. The first Sharephemeridae (Insecta: Ephemeroptera) from the Jurassic Shiti Formation of South China. Historical Biology. https://doi.org/10.1080/08912963.2022.2077649.
相關報道：中國科學家揭秘最古老“蜉蝣於天地”的“群婚生活”
（神秘的地球uux.cn報道）據中新社南京6月2日電（記者 楊顏慈）：中國科學院南京地質古生物研究所6月2日消息，該所研究人員在廣西賀州市西灣盆地下侏羅統石梯組中發現了豐富的海陸相動植物化石，建立“西灣生物群”。該研究發現了一層壯觀的蜉蝣成蟲集群化石，揭示了最古老的昆蟲婚飛行為，以及昆蟲資源脈衝現象。
相關成果發表於《地質學》(Geology)和《曆史生物學》(Historical Biology)期刊。
近期，中國科學院南京地質古生物研究所博士生張前旗在王博研究員和張海春研究員的指導下，與廣西地質調查院等合作，對中國南方多個地區的中生代早期陸相地層開展了詳細的調查工作。
本次研究團隊開展了地層學、古植物學、古昆蟲學、沉積學多學科的綜合性研究，將石梯組發現的鯊魚卵鞘、昆蟲以及植物等化石與前人報道過的其他化石綜合命名為“西灣生物群”。
同時，基於沉積學、埋藏學分析，一大批“蜉蝣於天地”的化石證據揭開了最古老的昆蟲婚飛行為。
據科研人員介紹，婚飛行為指的是昆蟲羽化之後集群繁殖的現象。此次研究團隊在石梯組發現了一層壯觀的蜉蝣成蟲集群化石，蜉蝣個體數量高達數百隻。這些蜉蝣為一新分類群——張氏侏羅沙蜉，歸入沙蜉科。這是沙蜉科在中國首次被發現，並且是該科已知保存最完整的化石。

通常來說，現生蜉蝣生命周期的大部分時間都生活在水中，羽化後的成蟲通常隻能存活數小時至幾天。在短暫的成蟲階段，雄性個體在空中形成密集的集群，雌性個體必須在飛入並穿過雄性集群過程中找到雄蟲交配，再找到合適的地方產卵，才能實現後代的繁衍。
蜉蝣集群婚飛行為過去僅發現於蜉蝣冠類群中，本次的發現表明這種複雜的集群婚飛行為在早侏羅世就已經存在於蜉蝣基幹類群中。
此外，本次研究揭示了最古老的昆蟲資源脈衝效應。研究表明，侏羅紀蜉蝣短時間之內從水中集群羽化，形成了從水到陸的昆蟲“脈衝”，這可能會導致濱水棲息環境生態係統通量的巨大變化，進而影響基礎生態、生物地球化學循環。
西灣生物群中蜉蝣集群的發現為研究中生代水—陸生態係統之間的聯係打開了一個窗口，研究成果也揭示了目前已知最古老的昆蟲資源脈衝效應。該研究得到了中國科學院和國家自然科學基金項目的聯合資助。
相關報道：奇特的婚飛！南京古生物專家揭秘1.8億年前的昆蟲“相親大會”
（神秘的地球uux.cn報道）據現代快報（記者 阿裏亞 文 顧煒 攝）：“我們一直守在剖麵旁邊，下雨了就躲起來，太陽一出來就又開始尋找化石。采集到的化石我們‘人肉’背回了南京，進行下一步研究。”近期，中科院南京地質古生物研究所科研人員與廣西地質調查院等合作，在廣西賀州市西灣盆地發現了豐富的海陸相動植物化石，建立了“西灣生物群”。相關成果發表於《地質學》和《曆史生物學》期刊上。
時隔36年再出發，驚喜收獲大量化石
西灣盆地位於廣西壯族自治區東北部賀州市境內，斯行健、周誌炎等中科院南京地質古生物研究所的院士們，都曾研究過產自西灣的植物化石。“1986年，我們所的古昆蟲學家林啟彬老師集中報道了產自這個區域的昆蟲化石。快三四十年沒有研究了，我們想再去看看。”中科院南京地質古生物研究所博士生張前旗介紹，課題組分別於2021年4月和5月，兩次前往西灣盆地踏勘研究。
當課題組第一次滿懷欣喜到達西灣盆地時，驚訝地發現他們尋找的那座山已經被推平，改造成了一座文化廣場。可是千裏迢迢而來，他們不願輕易放棄。幸運的是，他們沿賀江南岸尋找，很快就在一個公路邊坡邊上，找到了一個新的化石層剖麵點。
一個地層剖麵，一部上古曆史。課題組找到的山體上的剖麵自下而上分為石炭係、三疊係和侏羅係，就像高層住宅的第一層、第二層和第三層。從張前旗展示的照片可以看到，剖麵顏色不一，而且很明顯。
“我們就在侏羅係地層中大約1米厚的地方發現了各類動、植物化石，建立並命名了‘西灣生物群’。”張前旗接著又展示了幾張他們在野外工作的照片，並打趣道，他們第一次去廣西踏勘，就感受到了這裏的太陽威力有多強。“看看我的手，一下午就生生被曬成了‘小龍蝦’。還有這位師兄的臉，也是曬成一張‘臉譜’。”
密密麻麻全是蜉蝣，這塊化石太難得
雖然吃了不少苦，但是看著一塊塊親手采集的化石，課題組科研人員內心有說不出的激動。他們在這些化石上做好詳細標記，小心翼翼地打包。因為怕丟，最後他們沒有選擇貨運的形式，而是“人肉”將這些化石帶回了南京。
鯊魚卵鞘、甲蟲、植物……6月2日，現代快報記者在中科院南京地質古生物研究所看到了其中的部分化石。最壯觀的是蜉蝣成蟲集群化石，湊近一看，數百隻蜉蝣附著在化石表麵一層，讓人瞬間產生“密集恐懼症”。
“蜉蝣朝生暮死，而盡其樂”“蜉蝣不食不飲，三日而死”……作為一名古文愛好者，張前旗引用古籍中關於蜉蝣的詩句，介紹這類生物：“蜉蝣雖然非常微小，但數量卻十分龐大。它們的生命周期很短，長為成蟲後的壽命隻有數小時至幾天不等。”
張前旗告訴現代快報記者，此前被古生物學家們發現的蜉蝣化石要麽隻有翅膀，要麽雖然有身體，但是不夠完整。而他們此次采集到的蜉蝣成蟲集群化石，既有身體又有翅膀，而且數量特別多，保存了完整的生物信息。
“更值得一提的是，這塊化石上的全是成蟲。蜉蝣成蟲的生存時間如此之短，它們還恰巧集中保存在一起，非常難得。”這些蜉蝣被科研人員歸入沙蜉科，這是沙蜉科在中國首次被發現，並且是該科已知保存最完整的化石。
最古老的昆蟲婚飛，可追溯到1.8億年前
跟戀愛中的男女一樣，昆蟲求偶也各有各的技巧，它們求偶和交配行為的複雜性和多樣化甚至超出人類的想象。
蜉蝣雖然是很短命的生物，但已經在地球上延續了數億年。現生蜉蝣生命周期的大部分時間都生活在水中，羽化後的成蟲通常隻能存活數小時至幾天。在短暫的成蟲階段，雄性個體在空中形成密集的集群。雌性個體必須在飛入並穿過雄性集群過程中找到雄蟲交配，再找到合適的地方產卵，才能實現後代繁衍。
課題組的科研人員發現，這種複雜的集群婚飛行為在距今約1.8億年前的早侏羅世就已經存在於蜉蝣基幹類群中，這也是最古老的昆蟲婚飛行為。水生昆蟲在食物網中扮演著重要角色，是水生植物的分解者和消費者，同時又成為魚類和其他捕食者的食物。當水生昆蟲從水中羽化、擴散到陸地並尋找配偶時，它們便成為了陸地食物網的重要組成部分。除了為捕食者提供食物外，突然出現的昆蟲集群還可以對湖泊和溪流附近的植物群落產生“增肥效應”，原因在於這些昆蟲的集群死亡和分解能夠轉變成生態係統的肥料。
課題組的研究結果表明，侏羅紀蜉蝣短時間之內從水中集群羽化，形成了從水到陸的昆蟲“脈衝”。這可能會導致濱水棲息環境生態係統通量的巨大變化，進而影響基礎生態、生物地球化學循環。
“將來，‘西灣生物群’的規模會越來越大。因為我們目前才挖了大約1米厚的範圍，而廣西的山是連綿不絕的，所以今後我們會開展進一步的研究工作。”張前旗說。
相關報道：“西灣生物群”化石展現1.8億年前的昆蟲“集體婚禮”
（神秘的地球uux.cn報道）據科技日報（記者 張曄）：尋找中意的配偶並繁殖下一代，是生物重要的本能行為。近日，中國科學院南京地質古生物研究所科研人員在廣西賀州市西灣盆地下侏羅統石梯組中發現了豐富的海陸相動植物化石，建立了“西灣生物群”，並揭示了最古老的昆蟲婚飛行為，這也是最古老的昆蟲資源脈衝現象。通俗地說，婚飛行為就是一次大型“集體婚禮”。
該成果為我們深入了解中生代湖泊生態係統特征和演化曆程，以及水-陸生態係統間的聯係提供了重要證據。相關成果發表於《地質學》和《曆史生物學》期刊。
1.8億年前的早侏羅世昆蟲相親大會
中國科學院南京地質古生物研究所博士研究生張前旗在王博研究員和張海春研究員的指導下，與廣西地質調查院等合作，對我國南方多個地區的中生代早期陸相地層開展了詳細的調查工作。他們在廣西賀州市西灣盆地發現了豐富的海陸相動植物化石。
西灣盆地中生界研究曆史悠久，南京古生物所斯行健院士、周誌炎院士都曾研究過產自西灣的植物化石，其中石梯組的昆蟲化石曾由林啟彬研究員集中報道。這一次，研究團隊開展了地層學、古植物學、古昆蟲學、沉積學多學科的綜合性研究，並將石梯組發現的鯊魚卵鞘、昆蟲以及植物等化石與前人報道過的其他化石綜合命名為“西灣生物群”。
在所挖掘的化石中，研究團隊在石梯組發現了一層壯觀的蜉蝣成蟲集群化石，蜉蝣個體數量高達數百隻。這些蜉蝣為一新分類群——張氏侏羅沙蜉，歸入沙蜉科，在分類位置上屬於蜉蝣的基幹類群。這是沙蜉科在中國的首次發現，並且是該科已知保存最完整的化石。
化石層中蜉蝣成蟲互相重疊，蟲體朝向各異。根據化石層中381隻成蟲保存方向的統計數據圖顯示，這些蜉蝣化石無明顯的定向性。
“蜉蝣常被認為‘朝生暮死’，壽命極短，但其實它們變為成蟲之前，要在水中度過一段時光。”張前旗告訴記者，現生蜉蝣生命周期的大部分時間都生活在水中，羽化後的成蟲通常隻能存活數小時至幾天。就在短暫的成蟲階段，雄性個體在空中形成密集的集群，雌性個體必須在飛入並穿過雄性集群過程中找到雄蟲交配，再找到合適的地方產卵，才能實現後代的繁衍。
許多昆蟲都有婚飛這一行為。每當春夏之際，成群飛蟲聚集在一片區域飛舞，其實就是婚飛。而本次發現表明，這種複雜的集群婚飛行為在早侏羅世就已存在於蜉蝣基幹類群中。
最古老的昆蟲資源脈衝效應
在自然界中，資源波動有時以脈衝形式發生，呈現出頻率低、強度高和持續時間短等特征。資源脈衝是指短時間內出現大量可用資源的事件。資源脈衝事件是不同生態域之間能量、營養和生物量運移的一個重要機製。該現象廣泛存在於現代生態係統之中，比如昆蟲的婚飛行為等，但我們對其在地質曆史中的記錄所知甚少。
本次研究揭示了最古老的昆蟲資源脈衝效應。水生昆蟲在食物網中扮演著重要角色，是水生植物的分解者和消費者，同時又成為魚類和其他捕食者的食物。當水生昆蟲從水中羽化、擴散到陸地並尋找配偶時，它們便成為了陸地食物網的重要組成部分。除了為捕食者提供食物外，突然出現的昆蟲集群還可以對湖泊和溪流附近的植物群落產生“增肥效應”，原因在於這些昆蟲的集群死亡和分解能夠轉變成生態係統的肥料。
這項研究結果表明，侏羅紀蜉蝣短時間之內從水中集群羽化，形成了從水到陸的昆蟲“脈衝”，這可能會導致濱水棲息環境生態係統通量的巨大變化，進而影響基礎生態、生物地球化學循環。
作為水生昆蟲的代表，蜉蝣昆蟲短時間內集中羽化形成了一次資源脈衝事件，凸顯了昆蟲在深時陸地生態係統中關鍵的生態角色，蜉蝣昆蟲在從水生生態係統到周圍陸地生態係統的營養運輸中發揮了重要作用。這種水生-陸生生態係統的聯係可能是中生代湖泊生態係統中能量運移的重要特征。因此，西灣生物群中蜉蝣集群的發現為研究中生代水-陸生態係統之間的聯係（“中生代湖泊革命”）打開了一個窗口，研究成果也揭示了目前已知的最古老的昆蟲資源脈衝效應。