第一批在地球上飛行的動物可能從它們的鰓進化出翅膀。

來自捷克共和國和德國的一組研究人員分析了大約3億年前的飛蟲史前化石，并確定了看起來非常相似的翅膀和鰓狀結構。

這一發現表明，一些最早有翅膀的昆蟲是水生或半水生的幼蟲，其結果可能有助于解決困擾當今進化生物學家的最大謎團之一：昆蟲從哪里得到翅膀？

“雖然我們的化石肯定不代表有翼昆蟲的祖先 - 它們是幼蟲，并且該組的成年蟲已經擁有功能齊全的翅膀 - 但它仍然是一個相對古老的昆蟲群。解釋捷克科學院（CAS）的昆蟲學家Pavel Sroka。

“鑒于蜉蝣和蜻蜓等其他古代昆蟲分類群的幼蟲也是水生的，它支持了水生環境在有翅昆蟲進化的最初階段發揮重要作用的可能性。

顯然，天空中的生命與水中的生命是天壤之別，然而，在昆蟲的進化時間線中，似乎有一條看不見的線將兩個棲息地連接起來。

從歷史上看，大多數關于有翅昆蟲的討論都有假設他們的祖先是陸地上的，但最近的遺傳和化石證據表明，第一批昆蟲可能類似于水生或半水生甲殼類動物。

因此，一個假設路線認為昆蟲的翅膀是從肢體狀的附肢進化而來的，而另一種觀點則認為它們是從鰓狀附肢進化而來的。

這些相互競爭的理論有時被稱為“飛鼠”和“飛魚”理論，但也有第三個假設腿部和鰓結構的融合都有助于翅膀的進化–一個奇怪的松鼠魚雜交種，如果你愿意的話。

證明任何理論正確的問題在于，古代昆蟲化石極為罕見。更重要的是，它是通常假設這些生物作為幼蟲的發育方式暗示了它們的進化，盡管幾乎沒有證據表明情況確實如此。

不過支持基因研究表明幼年蜉蝣的鰓和翅膀具有相似的發育起源。

今天，現代甲殼類動物通過它們的外骨骼呼吸，但蜉蝣、蜻蜓、豆娘和更多與水生棲息地相關的昆蟲的幼蟲，通過腹部的鰓呼吸.

現在，對大約3億年前昆蟲幼蟲的化石分析暗示了這些結構如何成為翅膀。

代表不同發展階段的昆蟲化石是在德國的一個巖層中發現的，其歷史可以追溯到大約3億年前。

作為幼蟲，這些生物看起來有點像三葉蟲。在如此早期的發育階段，該物種被稱為Katosaxoniapteron brauneri，具有側向生長的邊緣，或“襟翼”，似乎適合水生生活方式。頂部和底部皮瓣看起來非常相似，并顯示出與呼吸相關的絲狀。

然而，在成年期，最靠近頭部的襟翼會變成翅膀。

Sroka和他的團隊認為他們的研究結果“有力地支持了翅膀是從祖先鰓的前身進化而來的觀點”。

“胸部扁平突起的最初形式，產生了后來的翅膀，因此可以作為呼吸器官出現，”說斯羅卡。

但需要更多的證據來證明這一假設，該假設仍處于起步階段。直到 2010 年左右，科學家們才恍然大悟從遺傳學上講，昆蟲和甲殼類動物密切相關。

水生遠古昆蟲的生活仍然是一個有待解開的謎團。

該研究發表在通信生物學.

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