蝉：一亿年前的“哑巴”如何变成噪音制造者

蝉鸣作为夏日的标志之一，刺耳的声音可能是所有虫鸣中最令人烦心的一种了。但没有蝉鸣的夏季又仿佛是不完整的。

你可能不知道的是，虽然蝉是目前最“大声”的昆虫（最高可以发出近120分贝的声音），但根据化石研究，它们的祖先却在沉默中度过了上亿年时光，以至于跟它们一起生活过的恐龙可能从未听到过它们的声音。

一亿年前幼蝉的地下生活

时间倒流至约一亿年前的白垩纪缅甸热带雨林。繁茂的森林沉浸在一片宁静中，空气中弥漫着泥土和植被的清新气息，时而传来清脆的鸟鸣声，时而听到小型恐龙低沉而急促的呼吸声伴随着穿行时奔跑的步伐。

在平静地表的掩藏下，丰富的生命活动正在土壤世界中悄悄展开。昏暗的地下世界里，大量蝉幼虫正悠然地沉浸在土壤的柔软之中。这些约1亿年前白垩纪的蝉幼虫呈现出与现代蝉幼虫相似的形态特征，最引人瞩目的便是它们镰刀状的胫节与扩张膨大的股节相契合形成抓握结构的特化前足。

尽管特化的前足让它们看起来异常凶猛，但蝉幼虫并无攻击之心，特化前足仅用来帮助它们拥有更强的土壤挖掘能力，更加适应于地下生活。土壤中随处可见这些蝉幼虫的劳作成果：发达的隧道、宽敞的巢穴，还有形成半月状的沉积物回填体。

为什么1亿年前的蝉不发出噪音？

随着夏日的来临，地面温度的累积达到某个触发点，从天色渐暗的傍晚直至月光柔和的午夜，蝉幼虫一个个小心翼翼地从地面破土而出。蝉幼虫到地面后，便开始寻找适宜之地，准备进行一生中重要的蜕变，以迈入生命的新阶段。它们的背部外壳开始缓缓裂开，露出柔软的成虫身体，慢慢从旧壳中挣脱出来。

观察1亿年前白垩纪中期缅甸琥珀中成虫蝉化石，可以发现：这些成虫与我们熟悉的会发声的蝉科成员并不完全一样，似乎兼顾了蝉科和其姊妹类群螽蝉科特点。与庞大的蝉科家族不同，螽蝉科仅分布在澳大利亚，包含1属2种，被认为是蝉科仅存的近亲。螽蝉科和蝉科共同组成一个家族，称为蝉总科（超科级别）。

为了探究琥珀中的这些化石蝉与现代蝉科及螽蝉科之间的关系，中国科学院南京地质古生物研究所的古生物学家们采用了显微CT技术来对标本进行解析。这一技术使研究人员能够对白垩纪时期以及现代蝉的成虫和幼虫身体结构进行详细检查。

现代蝉能够发出鸣声通常与腹部鼓膜结构有关。经过显微镜CT检测和化石三维重建，古生物学家发现，这些琥珀中属于蝉总科家族成员的化石蝉保存了鼓膜结构，且雌性和雄性化石均保存鼓膜结构。现存螽蝉科成员和绝大多数蝉科成员也都具有鼓膜结构。因此，结合现代研究结果，这些琥珀中的化石证据证明了具有鼓膜结构是蝉总科家族的一个早期原始特征，并被代代遗传下来。

那么，这些化石蝉保存有鼓膜结构能否表明它们就具有发出响亮鸣声的能力呢？现存蝉科中的鸣蝉主要是雄性来发出高亢的声音。雄蝉利用腹部发达的鼓膜肌肉运动来牵引鼓膜，致使膜上面的肋来回弯曲产生声音。它们的腹部具有共振腔，共振腔像一个天然的音响，进一步放大这些声音。

与鸣蝉不同，螽蝉很安静，不会发出响亮的鸣声。尽管螽蝉也有鼓膜和鼓膜肌，但并不发达，并且腹部缺乏共振腔。

可见，蝉发出响亮的鸣叫声不仅依赖鼓膜，还要依靠腹部整套发声装置的配合。仅仅发现鼓膜，并不能说明化石蝉能发出响亮的鸣叫。对琥珀中的化石蝉进一步身体检查发现，大多数化石蝉并未发现其他与发声和听觉相关的结构，或者明显发育类似于现代鸣蝉的结构特征。

由此古生物学家得出结论，这些生活在约1亿年前的白垩纪中期的蝉总科成员可能没有复杂的发声和听觉装置，无法产生和接收类似现代鸣蝉的高分贝歌声。它们的沟通方式可能与今日的螽蝉更加相似，身体产生振动信号，通过枝叶传递，悄悄地交换心声。

（摘编自中国科普博览）