原始昆虫的翅膀特征被揭开 _昆虫

成年绿德雷克蜉蝣(蜉蝣) 。信用:a .斯坦尼泽克
据斯图加特国家自然历史博物馆（柯美·雷希）：蜉蝣是一种古老的昆虫，拥有其他有翼昆虫所没有的独特生活阶段:它们完全成熟的若虫发育成有翼的亚成虫阶段，即所谓的亚成虫阶段，它还没有繁殖能力，在很短的时间后，它会随着翅膀蜕皮成为成虫。
由斯图加特自然历史博物馆的昆虫专家Arnold Staniczek博士领导的一个国际团队使用现代技术发现并描述了从亚成体到成体的蜕皮过程中的一个关键机制。
蜉蝣的一些翼脉包括被称为“大泡”的气泡状区域该小组的调查显示，蜉蝣翅膀上的这些气泡并不像以前假设的那样在飞行中发挥作用，但对于蜕皮进入最终的成年阶段至关重要。发表在《BMC生物学》杂志上的结果也提供了关于有翼昆虫进化的线索。
现代技术有助于分析机翼结构
70年来，人们认为蜉蝣翼脉中的大疱在这些古老昆虫的飞行中发挥了重要作用，它们在上行时通过被动向下弯曲翅膀的外部，从而提供更少的空气阻力，使翅膀更容易升起。这个理论现在被作者用现代研究方法推翻了。
“当我们拍摄飞行中的蜉蝣的高速视频时，我们很快意识到以前的理论不能成立:在上行冲程中，翅膀不是弯曲的，而是简单地保持垂直以避免空气阻力，但翅膀本身保持稳定，”Staniczek博士说。
用扫描电子显微镜、同步加速器显微CT和荧光显微镜研究了翅泡及其详细结构，证实了翅泡实际上是这些昆虫两个有翅阶段翅膜的弱点。
当拍摄亚成虫到成虫的蜕皮时，研究人员观察到，“为了从脱落的皮肤中拔出新的翅膀，蜉蝣抬起翅膀，在确定的薄弱点弯曲它们，以便更容易无损地拔出它们。斯坦尼泽克说:“当我们弯曲手臂更容易地起跳时，我们也会做类似的事情。这一假设也间接地被观察到的现象所证实，即在进化过程中失去亚图像蜕皮的少数蜉蝣中缺少了大疱。

绿色德雷克蜉蝣的前翅，带有红色轮廓的肺大泡。信用:SMNS ， A. Staniczek
昆虫飞行进化的重要线索
因此，大疱构成了亚图像蜕皮的可靠标志。在随后分析蜉蝣化石时，研究人员能够在二叠纪时期的2.72亿年前的化石中观察到大疱，这表明今天的蜉蝣的早期祖先已经对它们的翅膀使用了相同的蜕皮机制，这是这些昆虫的一个古老特征。
在其他现存的昆虫中没有发现大疱和有翼的亚成体生活阶段，然而这种中间阶段可能在蜉蝣中被保留下来，因为选择优势与从水生幼虫习性到陆地上的成体生活的过渡有关。
“这项工作为进一步研究飞虫的进化提供了新的见解和基础。斯坦尼克泽克说:“在化石记录中彻底搜索肺大泡可能会揭示其他有翼昆虫是否也有一个有翼亚成体，以及它是在进化的哪个阶段丢失的。”