长翅目（Mecoptera），俗称“蝎蛉”，是一个较小的孑遗类群，现生仅9科800余种，而化石记录累计近40科，化石类群相比现生极为丰富。这不仅体现在物种数量上还包括口器的类型上。近年来，白垩纪琥珀中也涌现出了诸多稀有的保存完整口器结构的长翅目昆虫化石（如长喙蝎蛉、蚊蝎蛉、直脉蝎蛉等），这为更好的了解该类群早期演化提供了直接的证据。然而，早期美蝎蛉科（Meropeidae）的研究，由于化石材料受限，口器的相关描述寥寥无几。
近日，Journal of Systematics and Evolution（JSE）在线发表了首都师范大学 “昆虫演化与环境变迁” 教育部创新团队联合美国国立自然历史博物馆Conrad C. Labandeira教授合作的题为 “Evolution and mandibular sexual dimorphism in mid-Cretaceous scorpionflies (Insecta: Mecoptera: Meropeidae)”的研究论文（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.13121）。该研究建立了白垩纪缅甸琥珀中美蝎蛉科的一新属种——心形凄美蝎蛉Torvimerope cordatus gen. et sp. nov.，补充描述了该科两个已知种的口器结构特征。这些标本首次展示了白垩纪中期美蝎蛉的口器结构。基于中生代和现生美蝎蛉的口器尤其上颚差异，对该类群的口器演化、上颚的性二型现象及潜在的食性进行了讨论。同时，重建了美蝎蛉科内部的系统发育关系（图）。
图. 美蝎蛉科化石与现生类群的口器结构对比及该科的系统发育关系
本研究共解析了5件美蝎蛉科化石标本，均保存了完整的口器结构，其中4件保存了完整的生殖器结构，特别是在其中一件琥珀中同时保存了一雌一雄。雄性上颚为勺子状，单侧三齿，最外侧齿长，两个内侧齿对生，像边缘长有齿的勺子（图 A–D）；而雌性上颚为扁平的刀片状，同样单侧三齿，均着生在同一垂直平面上，齿较细长。基于已有的化石证据表明中生代美蝎蛉上颚具有雌雄异型的现象。而现生的美蝎蛉，上颚无论雌雄，均为扁平的刀片状，三齿，外侧齿长，两个内侧齿较短，相对退化（图G–J）。这种差异可能暗示着大约9900万年前，美蝎蛉的食性比现存物种更为复杂。
通过对几件罕见的口器清晰的标本进行形态学比对，发现在整个美蝎蛉的演化过程中，中生代类群的口器相比现生类群，除上颚更为发达外，口器也更延长，唇基、上唇较窄。白垩纪的美蝎蛉，体型小，翅脉少，喙较长，表明了它们可能适应更开阔的空间，具有更好的飞行能力和不同的进食习性。新描述的物种口器为推断早期美蝎蛉的摄食习惯提供了新的可能性。一方面，白垩纪中期的美蝎蛉雄性勺状上颚可能不仅有助于其以腐烂的昆虫尸体为食，并且有利于捕获或控制小型和缓慢移动的昆虫。此外，上颚的雌雄差异，或许使雄性在交配过程中，存在着潜在的交配优势。该研究中的新发现对更好的理解长翅目昆虫的演化具有重要的意义，同时也暗示着在化石材料中有更多的信息有待发掘。
首都师范大学博士研究生张燕婕为该论文第一作者，首都师范大学生命科学学院高太平教授和美国国立自然历史博物馆Conrad C. Labandeira教授为论文的共同通讯作者。此外，任东教授、客座教授史宗冈先生、课题组于佳淼同学也参与了该项研究。该工作得到国家自然科学基金以及“十四五”北京市属高校高水平科研创新团队项目的资助。
责编：刘彤
Journal of Systematics and Evolution (JSE)是以分类、系统发育和进化为核心内容，以描述和理解生物多样性为服务目标的多学科综合性国际学术期刊，主要发表系统与进化生物学领域的研究成果。JSE是中国科学院期刊分区表生物学大类1区期刊，中国科技期刊国际影响力提升计划项目（2013–2018）和中国科技期刊卓越行动计划项目（2019–2023）支持期刊。最新JCR影响因子3.4，排名60/265，位于Q1区。获第三届、第四届中国科协优秀科技论文奖。2023年连续第十二年荣获“中国最具国际影响力学术期刊”奖。
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