顾俊杰收集的缅甸琥珀。杨晨/摄

在四川农业大学教授顾俊杰的标本室里，层层堆叠的抽屉中整齐码放着各类昆虫标本。其中有二三十个巴掌大小、白框镶边的方形透明标本盒，里面各保存着一枚指甲盖大小的缅甸琥珀。

在珠宝商和收藏家眼里，琥珀因成色、干净程度不同，价格高低有别。顾俊杰的琥珀只有极少数较为干净，透出温润蜜色。在昆虫学家显微镜下，这些琥珀另有一套评价体系。

顾俊杰的这些琥珀里“躺”着身长一厘米左右的癞蟋。有的六足完好、触角微卷，有的却缺了头、折了翅，只剩半截残躯。他就是靠着这批通往1亿年前的“时光胶囊”，揭开了这个蟋蟀分支家族隐藏的上亿年前的“换装”历史。

近日，顾俊杰团队在英国《皇家学会会刊B辑：生物科学》发表论文，首次明确癞蟋科鳞片与原始刚毛的同源性，揭示了直翅目昆虫体表覆盖物从刚毛到鳞片的演化机制，为该类群形态创新与生态适应研究提供了理论支撑。

漂亮琥珀不一定“有用”

世界上有很多著名的琥珀化石产地，如缅甸、波罗的海、多米尼加。在国内，辽宁抚顺、福建漳浦也发现了重要的琥珀生物群。

这次研究中用到的琥珀，绝大多数来自缅甸。缅甸琥珀因保存好、年代久远、数量多、记录全，成为演化研究的“明星材料”。

缅甸琥珀大多形成于白垩纪中期，约1.09亿年前至9900万年前，比波罗的海琥珀和多米尼加琥珀古老得多。这意味着它更接近昆虫类群起源与早期演化的关键节点。

琥珀形成时，树脂包裹昆虫的瞬间隔绝了氧气和微生物，使虫体以近乎立体的形态完整保存下来，不像一些石板化石，最多留下大致的形态或翅膀的纹路。

不过，收集来的琥珀并非都有研究价值。研究人员不看琥珀的“颜值”，更在意“定格”的是否为目标研究物种、有无重要演化意义或者隐含了不同于已知类群的生物学现象。

“完不完整不重要，只要有我们想看的东西就行。”顾俊杰说，这次研究主要看琥珀中蟋蟀鳞片保存的类型与程度，如果鳞片完整且足够清晰，哪怕虫体缺了头、少了腿，也有一定的研究价值。

琥珀到手后，还需经过切割和打磨。“我们要让观察面是平的。”顾俊杰说，凹凸不平的表面会产生反光，影响研究人员对物种结构和特征的观察，甚至造成变形误差。顾俊杰标本盒里的琥珀都已经被砂纸磨得平平整整，而且盒上都贴有标签，附上了不同的编号，以便查找和存档。

从“寸头”到“烫直”

2017年起，顾俊杰开始收集缅甸琥珀，最初只是想对远古直翅目昆虫如蟋蟀、螽斯作个“摸底”。过程中，他注意到了蟋蟀中的癞蟋。

绝大多数直翅目昆虫只有细小的刚毛，像留了寸头。但癞蟋是个异类，身上长着扁平的鳞片，像烫了“直发”。这在直翅目里绝无仅有。

顾俊杰收集的琥珀中，有的癞蟋长着鳞片，有的却呈现粗且发达的刚毛。这让他好奇：“鳞片装”是怎么来的？和刚毛有什么关系？当下的研究多靠现生昆虫DNA反推，而他手里的缅甸琥珀，或许能给出最直接的答案。

于是，顾俊杰继续留心并搜罗同类化石。通过不断观察和比较，一个有趣的现象逐渐显现：有的癞蟋身上是标准的细刚毛，有的个体刚毛变得粗壮、基部开始扁平，还有的出现了典型的宽大鳞片，紧贴身体。

不过顾俊杰强调，目前只能根据缅甸琥珀的年代，从大尺度推出癞蟋“变装”的时间窗口。“不能得出一个连续且精确的时间序列。”

研究团队整合了琥珀化石、石板化石、现生癞蟋的形态数据与分子数据，构建了一棵“家族树”，厘清了不同类群间的亲缘关系。在此基础上，他们进行了分化时间分析，推断各分支大致在什么时候“分道扬镳”，再结合鳞片在不同分支上的分布特征，一步步还原鳞片的演化历程。此外，通过形态空间分析，团队进一步判断鳞片与刚毛是否为同源结构。

最终，研究证实，癞蟋科的鳞片结构是由原始刚毛经过扁平化和结构修饰演化而来的。更重要的是，他们提出这个“换装”过程在白垩纪中期就已经基本完成。这意味着，癞蟋并不是先分化出新物种，再慢慢长出鳞片，而是先完成了这一关键结构创新，然后才靠着这身新“装备”开启了后续的物种大辐射。

不过顾俊杰坦言，这些结论更多是建立在“合理推测”的基础上。在他看来，这项研究更大的意义在于方法论上的启示。

“研究演化通常有两种路径，一种是用现生材料，通过分子数据反推过去，另一种是直接依赖化石证据进行解析。”顾俊杰解释，但这两者之间常常存在一个“鸿沟”，即分子数据推测的起源时间，往往比实际化石记录早很多。例如，有的研究推测某个类群在石炭纪就已出现，可化石证据只有二叠纪的。

此次癞蟋研究，正是一个将化石证据与现生证据真正结合起来的案例，为后续相关研究提供了可参考的路径和证据。

兴趣所在

“以后如果收集到新的化石，发现新的生物学问题，这项研究还会继续。”顾俊杰说，琥珀化石研究多是自己兴趣的延伸，日常工作重心还是在现生昆虫的多样性、直翅目分类以及农业害虫防治研究上。

做昆虫分类学，意味着每年有1/3的时间都在野外工作。螽斯和蟋蟀晚上更活跃，一旦发出鸣叫就能被精准定位。“所以我们白天扫网，晚上夜采，几乎全天都在工作。”顾俊杰说。

不同类群的生活环境不同，研究人员会根据目标类群的生物学特性和分布特点，到对应的生境里寻找。蝗虫的生境最广，从低海拔到4000米的高山都有。蚤蝼个头小，物种多样性不丰富，主要生活在靠近水的地方。而螽斯，有的爱躲在灌丛，有的善依树而栖。

顾俊杰刚完成了一轮对四川直翅目的系统统计，总共430多种。过去几年，仅四川境内就发表了15个新种，“说明可挖掘的还有很多”。在顾俊杰看来，昆虫是这个星球上最成功的动物，其物种多样性极为丰富，但它们体形小，适应环境的方式多样，还有不少族群藏身于山林草灌之中未被发现。

除了新物种，还有很多有趣的生物学现象值得探究。蟋蟀的叫声、癞蟋的鳞片、蝗虫的暴发，都藏着许多未解的问题。

顾俊杰还特别提到了昆虫的声通信。很多人以为蟋蟀、螽斯的叫声都差不多，其实不然。大众听到的蟋蟀叫声多由雄性发出，作用不仅有求偶，还有警戒和争斗，而这些叫声的具体含义，只有同种个体之间才能听懂。“这是我们做分类学研究的一个重要方向，也是研究物种形成与行为演化的重要内容。”

当记者问到，全国范围内活跃在直翅目分类领域的研究者有多少时，顾俊杰默数了一下活跃的学者：“15到20个左右。”

领域虽然“小众”，但不乏执着的人。顾俊杰的想法很简单：“发现了问题，就顺着深入下去。”这是他一直以来做科研的方式。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1098/rspb.2025.3077