先驱乔昔虫复原图。受访者供图
昆虫是地球上物种多样性最高的动物类群，已知超过100万种。但它们何时、如何从水生环境登陆，一直是演化生物学中最难回答的问题之一。
如今，这个疑问有了答案。前不久，中国科学院南京地质古生物研究所研究员蔡晨阳与多国学者合作，在国际期刊《自然》发表论文，报道了一种距今约3.24亿年的远古昆虫。他们将这种远古昆虫命名为先驱乔昔虫(Chosha praecursor)。
先驱乔昔虫的发现，表明昆虫的陆地征服并非一次性的跨越，而是经历了漫长的两栖过渡阶段。这项发现填补了困扰学界已久的“六足动物空缺期”，调和了分子钟推算与化石记录之间的矛盾。
持续近亿年的“演化断层”
分子钟是一种通过比较不同物种基因序列的差异速率来推算演化分歧时间的工具。根据分子钟推算，昆虫的远古祖先——六足动物早在4亿多年前就从海洋甲壳动物中分化出来，开始适应陆地。但已知最早的昆虫化石却集中在3.2亿年前，且已经长出了翅膀。而从演化逻辑来看，无翅昆虫应当先于有翅类群出现，这意味着在3.2亿年之前，应该存在过一个漫长的无翅阶段，人类却始终找不到它们的化石。这一空白在学界被称为“六足动物空缺期”。
学界并非没有尝试过寻找昆虫“祖先”的证据，只是所有相关报道最终都被推翻了。2004年，有学者根据一块约4.05亿年前的上颚化石报道了最早的有翅昆虫，后被证实属于多足类；2013年，法国学者报道了一块3.7亿年前的“原始昆虫”化石，但不到一个月就被指出是甲壳动物。
先驱乔昔虫要填补的正是这一空缺。
被误判近四十年的化石
转机出现在一块被忽视的化石上。
这块化石产自美国得克萨斯州，1985年就被采集，但长期被归类为甲壳动物幼体。2011年曾有学者质疑，认为它的形态与典型甲壳动物不同，但此后无人跟进。
5年前，蔡晨阳在外从教，其学生埃里克·蒂赫卡(Erik Tihelka)在一本二手俄语教科书中偶然看到这块化石的线条图，觉得“不太对劲”，随即带着疑问找到蔡晨阳。
通过深入研究，他们判断这不是甲壳动物，而是一种全新的干群昆虫。其胸部长着六条步行足，腹部却保留了桨状附肢——这种“一半像昆虫、一半像甲壳动物”的形态，在现生昆虫中从未被发现。
根据学者复原，先驱乔昔虫出现在距今约3.24亿年的晚石炭世，生活在美国得克萨斯州西部一片三角洲滨岸地带，是一种体长约3.2厘米的小型节肢动物。
它的胸部有三对步行足，尾部有三个尾丝，这些都是昆虫的典型特征；但腹部1至9节都保留了分节附肢，后部特化为桨状结构。
它为揭示昆虫从水生到陆生的渐变式演化历程提供了核心实证。在古生态层面，先驱乔昔虫兼具水生运动能力与陆生躯体结构，食性涵盖腐殖质、植物碎屑和真菌孢子。它们的出现，意味着石炭纪的陆地生态系统中已经出现了原始的分解者。
填补演化史缺失的一环
此前学界普遍认为昆虫登陆后直接演化出完全陆生的躯体结构。但先驱乔昔虫的发现，让学界对昆虫登陆方式的理解发生了根本改变。
“就像我们说鸟类是长着翅膀的恐龙。”蔡晨阳说，“我们证明了昆虫的祖先其实是长着脚的鱼。”
“它既有现代昆虫的进化特征，也有甲壳动物祖先的原始特征，刚好填补了从甲壳动物演化到当今昆虫多样性的中间过渡环节。”蔡晨阳说，“昆虫征服陆地是一个循序渐进的过程，两栖过渡阶段的存在，是昆虫最终征服陆地的关键演化基石。”
审稿人评价称，在此之前，尚未出现极具说服力的昆虫干群化石候选材料，尤其是水生类型的化石更是空白，因此该项研究的科学意义无疑十分深远。
此次研究的过程也非同一般。记者了解到该化石并非产自中国，而是来自美国、加拿大、英国等多家博物馆。过去，中国古生物研究起步阶段条件有限，大量中国化石材料需要借助外国学者的力量才能开展研究。而现在，故事反过来了。
中国科学院南京地质古生物研究所所长王军表示：“用外国人发现的化石，发中国人的高水平论文，希望这种模式能成为我们这个领域的一个方向。”
