粪化石中的秘密：揭示最古老蝴蝶和蛾类的踪迹

大约2.5亿年前，在如今的阿根廷西北部，有一头体型如河马般的食草动物蹒跚而行，大快朵颐各类植物，同时吞入混杂其中的真菌、昆虫和其他小生物。最终，这只动物排泄出一堆粪便，机缘巧合下形成化石。在8月份即将发表在《南美地球科学杂志》上的一项分析研究显示，这些粪便中包含着有史以来最古老的蝴蝶和蛾类存在的证据。

这块被称为“粪化石”的化石化粪便发现于阿根廷塔拉姆帕亚国家公园的一处远古“公共厕所”，这里曾被现已灭绝的双齿兽类反复使用。这块特定的粪化石的年代测定为2.36亿年前，其内部含有精美的显微结构，正是蝴蝶与蛾类（统称鳞翅目昆虫）翅膀上常见的微观鳞片。

这一发现有助于厘清鳞翅目的进化树，而鳞翅目目前是地球上仅次于甲虫的第二大动物类群。基于基因数据构建的家族谱系曾推测，鳞翅目昆虫起源于约2.41亿年前。但在此之前，已知最古老的鳞翅目化石，即在德国沉积物中发现的翼鳞只有2.01亿年历史，属于侏罗纪早期。

未参与该研究的西班牙那不勒斯费德里科二世大学昆虫学家Matteo Montagna表示：“这项发现有助于弥合长期以来分子钟估算结果与相对较年轻的化石记录之间的差距，分子钟预测鳞翅目起源于侏罗纪之前，而这次的新发现正好支持了这一点。”

这项发现始于2011年，当时一支来自阿根廷拉里奥哈区域科学技术研究中心（CRILAR）的古生物学家团队开始在塔拉姆帕亚展开挖掘工作。研究人员在公园内发现了多个地点，其中包含成千上万块由双齿兽留下的粪化石。2013年，他们将这些地点描述为动物聚集排便的“公共厕所”。许多现代食草动物也有类似行为，而这种社会性行为被认为有助于防御捕食者以及种内交流。

由CRILAR古生物学家Lucas Fiorelli领导的研究小组随后开始在粪化石中寻找微体化石。其中一块粪便化石中发现了一组引人注目的鳞片，似乎来自一只蝴蝶个体，或同一物种的多个个体。这些鳞片的脊状结构前所未见，因此Fiorelli和同事据此命名了一个新的蝴蝶物种“阿帕提里蝶”。

“我们发现的蝴蝶是已知最古老的，但它并非第一只蝴蝶。那个最初的形态几乎不可能找到，它就像人类与黑猩猩的共同祖先一样难以发现，”Fiorelli说：“即便如此，阿帕提里蝶仍是我们迄今最接近的那个源头。”

在将这些远古鳞片与现代鳞翅目昆虫进行对比后，Fiorelli及其同事认为，阿帕提里蝶属于有喙亚目，该类群包括所有蝴蝶和大多数飞蛾，特征是拥有用于吸食花蜜的口器。因此，研究人员推断，口器的进化起源发生在距今2.6亿至2.44亿年前之间，可能就在一次重大灭绝事件之后不久。

根据这一假设，口器的出现发生于二叠纪-三叠纪大灭绝（2.52亿年前）之后。当时，如今的西伯利亚地区持续发生大规模火山喷发，导致极端气候变化，包括酸雨摧毁了地球上的大部分植被。植物群落经历了数百万年才恢复，重新出现的森林以针叶树和苏铁为主，这些不开花植物会产生被称为传粉滴的微小花蜜滴作为食物来源。Fiorelli认为，早期有口器的蝴蝶和飞蛾在取食这些含糖分泌物时具有适应性优势，同时也为它们与花朵的协同进化奠定了基础，尽管花朵直到约1亿年后才出现。

荷兰乌得勒支大学的古生物学家Bas van de Schootbrugge曾共同发现了德国的远古蝴蝶鳞片，他认为此次阿根廷的发现“令人着迷”。不过，由于研究人员尚未获得阿帕提里的完整身体化石，他表示要确认其他粪化石中的鳞片是否属于阿帕提里蝶还是另一个物种几乎是不可能的，“因为仅凭鳞片本身可能不具备足够的诊断特征”。

他补充道，这项研究暗示了一个诱人的可能性，即更古老的蝴蝶翅鳞可能隐藏在化石记录中，甚至可以追溯到2.52亿年前的二叠纪时期。“尽管这可能像大海捞针一样困难，”他说，“但我相信我们会有更多的发现。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jsames.2025.105584