最早的飞行家

八、最早的飞行家——昆虫

昆虫的起源

最古老的昆虫化石是一种无翅的弹尾目昆虫，发现在距今3亿5千万年前的泥盆纪中期地层中。这种昆虫的躯体已经明显地分成了头、胸、腹三个部分。作为运动中心的胸部的出现，显然已经代表了昆虫这种新型节肢动物的诞生。另外一个叫做缨尾虫的原始无翅昆虫发现在石炭纪地层中，但是在发现之初却被当作甲壳动物记载下来，直到80年后的1958年才被承认是一种原始的昆虫。当时，前苏联的科学家沙诺夫在莫斯科的二叠纪地层里找到了一个类似的物种，这些化石与现代的缨尾虫非常相似。后来，科学家又在墨西哥的石炭纪早期地层和欧洲的二叠纪地层中发现了更多的昆虫物种，它们有的很小，有的则可以大到30毫米以上。

这些原始的昆虫是由什么动物进化而来呢？科学家推测，昆虫的假想祖先应该是具有同律体节的蠕虫状动物，每个体节都有一对附肢。这样的祖先在进化成昆虫的过程中，身体前部的几个体节集中并愈合形成了头部，这些体节上的附肢则演变成了触角和口器；紧接在头部后面的三个体节仍然保持各自独立，但是每一个体节发育了一对强有力的运动器官——足，后来还发育了两对翅膀，形成了昆虫胸部的运动中心；胸部后面的体节变化很小，但是附肢却一般都退化掉了，仅有腹末体节的附肢演变成了尾须和产卵器官。

从昆虫的假想祖先进一步向前追溯，科学家认为可以将其起源一直追踪到一支古老的陆生节肢动物身上。节肢动物早在大约10亿年前的前寒武纪就已经生存在地球上了。最初，它们生活在沿着海岸线分布的浅海中，后来，它们向着两个相反的方向进化：一支进入开阔的大洋和海洋深处，演变成现代海洋中非常繁盛的虾、蟹等甲壳动物；另一支则离开海洋去开拓尚未被占领的全新的陆地生态环境，演化成今天随处可见的蜈蚣、蚰蜒等多足类和蜘蛛、蝎子、蜱螨等蜘蛛类以及昆虫类，最终成功地征服了干燥的陆地。其中，最为成功的昆虫从出现开始，就显示出了极为强大的生命力，在地球上迅速地发展了起来。

昆虫的翅膀是怎样进化来的

石炭纪景观

化石证据表明，最早的有翅昆虫是在石炭纪晚期出现的。那是距今大约3亿年前，大地上到处都生长着高大茂密的森林，不过树种与现代的大树完全不同，主要是热带的蕨类植物，如木贼、石松和各种木本蕨类。现代的蕨类都是一些矮小的植物，可是在当时遥远的古生代里，蕨类植物却可以长成参天大树，有些甚至可以高达40米。

有翅昆虫就在这样的环境里出现了。它们成群地在森林里飞来飞去，种类也很快地越来越繁杂。实际上，这些高大的树木正是昆虫获得翅膀的环境条件，因为昆虫只有先上树，适应了树上生活以后，才有产生翅膀的需要和可能。

虽然发现有翅昆虫化石的最早时代是石炭纪晚期，但是根据种种事实推测，有翅昆虫的起源是发生在泥盆纪末期或石炭纪初期。泥盆纪地层中已经有煤层存在，说明当时已经出现了森林。生活在这些森林里的昆虫，首先借助于胸背侧突在树木间滑翔；而后，在滑翔的基础上，自然选择的结果使胸背侧突一代代地逐渐扩展，昆虫的滑翔距离就可以越来越远，最后，胸背侧突终于发展成了能够自由飞翔的翅膀。

翅的产生是昆虫进化史上最为重要的事件。翅的产生使昆虫的胸部构造、肌肉系统以及整个有机体都发生了很大的变化，促使了神经系统的发展，也意味着昆虫行为的复杂化。由于获得了翅膀，使昆虫能够适应更为多种多样的环境，从而打开了更加广阔的生活空间。借助于飞行，昆虫能够在更加广阔的范围内散布、迁徙、求偶、觅食以及躲避敌害。当时，脊椎动物中的两栖类已经登陆，有翅膀的昆虫能够更有效地逃脱两栖类以及蝎子和蜘蛛的捕食。这一切都为昆虫纲日后的繁荣发展奠定了良好的基础。

在地球生命的进化历史上，昆虫是最先获得飞行能力的动物，比爬行动物和鸟类获得飞行能力早了至少5千万年。