作为地球上物种多样性最高的动物类群，昆虫的早期起源与登陆演化历史长期存在研究空白。近日，中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源研究团队研究员蔡晨阳牵头联合英国、美国、西班牙等国科学家，发现并重新研究了一批昆虫化石，填补了昆虫早期演化的关键空白，修正了学界对昆虫躯体构型演化、泛甲壳动物登陆进程的传统认识，为揭示昆虫从水生到陆生的渐变式演化历程提供了核心实证。相关成果于近日发表。

先驱乔昔虫古生态复原图 谭超绘

长期以来，古生物学界存在著名的“六足动物演化空缺期”：根据分子钟推算，六足动物早在寒武—奥陶纪便与海洋甲壳动物分异演化、开启陆地适应进程，但全球已发现的无争议六足动物化石，仅能追溯至早泥盆世，确凿的昆虫化石直至晚石炭世才大量出现，二者之间存在长达8000万年的化石记录缺失。

研究团队发现了来自美国得克萨斯州距今约3.24亿年的晚密西西比亚纪（石炭纪的一个亚纪）的全新干群昆虫——先驱乔昔虫。借助交叉偏振光成像技术，科学家清晰解析出其独特的躯体形态特征，纠正了其长期被认为是甲壳动物幼体的误判。化石标本为雌性成虫，体长32.09毫米，包含1条中尾丝与2条尾须，总长可达49.66毫米，整体呈纺锤形，具备典型的六足动物和昆虫的衍征，同时保留了原始祖先特征。

系统研究表明，先驱乔昔虫这一早期干群昆虫具备半水生两栖生活习性，栖息于水陆交界的湿润微环境。研究团队还重新修订了三件神秘的古生代六足动物化石，包括苏格兰早泥盆世的莱弗休姆虫、美国马宗溪生物群未命名的两类六足动物化石。系统发育重建结果证实，先驱乔昔虫与上述化石共同构成原始的昆虫基干类群。该类群成为目前全球最古老的昆虫化石类群，串联起早期昆虫的演化谱系。

该研究取得多项颠覆性科学突破，重塑了昆虫陆地演化的核心认知。首先，研究成功填补了困扰学界多年的8000万年“六足动物演化空缺期”，一定程度上调和了分子钟推算结果与化石记录之间的矛盾；昆虫登陆并非跨越式演化，而是经历了漫长的半水生两栖过渡阶段。其次，化石揭示了昆虫躯体构型的关键演化规律，厘清了甲壳动物向六足昆虫躯体演化的形态过渡机制。此外，研究厘清了早期昆虫的生态适应情景，证实早期昆虫在水陆交界生态系统中承担分解者、捕食者等多元生态角色，是古生代陆地生态系统完善的关键类群。

“昆虫征服陆地是一个循序渐进的过程，两栖过渡阶段的存在是昆虫最终征服陆地的关键演化基石。”蔡晨阳说，研究成果不仅为解析六足动物的起源分异、躯体构型演化提供了珍贵化石证据，也为探究地球陆地复杂生态系统的起源与早期演化提供了全新研究视角。