早期古蝉（上）与晚期古蝉（下）翅膀形态对比。（中国科学院南古所供图）

中生代“飞行竞赛”生态复原图。（中国科学院南古所杨定华绘制）

记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，通过对中生代古蝉的形态特征进行系统分析，研究人员发现，约1.5亿年前古蝉通过新老类群的演替，实现了飞行能力的显著提升。

这一研究由中国科学院南古所学者领衔的国际古生物团队完成，向公众生动展示出一场在远古天空悄然开展的“飞行竞赛”。

蝉俗称知了。在距今约2.6亿至1亿年前，古蝉总科是具有代表性的树栖昆虫。它们在这一时期非常繁盛，保存了大量的化石，并且与现代蝉类也有密切的亲缘关系，是研究昆虫飞行能力演化的理想对象。

此次，研究团队建立了古蝉的综合形态特征数据库，系统重建了古蝉的宏演化历史。研究团队发现，在约1.5亿年前的侏罗纪晚期，古蝉类群经历了一次显著的演替事件。早期古蝉具有近似椭圆形的前翅、较大的后翅和较小的中胸，而晚期古蝉则演化出近似三角形的前翅、较小的后翅和较大的中胸。这种形态变化使晚期古蝉的飞行能力显著提升。

“我们发现，晚期古蝉的翅载荷提高了92%，飞行速度提升了39%，飞行肌肉占比提高了19%，显示出飞行灵活度和效率均有显著提高。”研究论文第一作者、中国科学院南古所博士许春鹏说。

领导此项研究的中国科学院南古所研究员王博介绍，之所以出现这样的“飞行竞赛”，很可能是由于当时空中出现了新的捕食者。在约1.55亿年前到约1.35亿年前，早期鸟类迅速繁盛起来，并成为森林中强有力的“捕食家”。早期鸟类多以昆虫为食，体形硕大的古蝉正是理想的食物来源。这一压力促进了古蝉类群的演替。

“这一研究为定量计算远古昆虫的飞行能力提供了新思路、新方法，也为理解飞行生物的演化历史提供了重要线索。”王博说。

相关成果已于近日发表在国际学术刊物《科学进展》上。