夏夜散步在公园里，草丛深处总会传来纺织娘与蟋蟀清脆的叫声。这些歌声在空气中快速振动，飘过耳畔便烟消云散，连一秒钟都无法在世间留存。在1.65亿年前的侏罗纪雨林里，一只昆虫为了吸引异性发出的求偶歌声，今天依然能够被人们原汁原味地重现出来。
2026年8月25日，国际学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS，美国科学界权威学术期刊）发表了一项跨国联合研究。来自四川农业大学的古进化生物学家顾俊杰团队与英国林肯大学研究者合作。他们从中国内蒙古出土的20块昆虫翅膀化石中，成功计算并还原出了侏罗纪时代的远古声景。这项研究打破了人们对化石的传统印象，石头除了保存坚硬骨骼，只要发声器官演变成化石，声音这种易逝现象也能被完整解码。
石头能留骨头，也能藏下一首歌
提起恐龙时代，人们常在脑海中构想巨兽吼声，但恐龙的发声器官大多属于软组织，极难在岁月磨蚀中形成化石。螽斯（Katydid，一种俗称「蝈蝈」或「纺织娘」的直翅目鸣喧昆虫）祖先给人类留下了打开远古声音宝库的钥匙。它们的翅膀由坚韧几丁质（Chitin，构成昆虫外骨骼的高分子聚合物）构成，能在泥沙沉积中保存数亿年。
顾俊杰团队在内蒙古道虎沟村九龙山组地层中采集到20块保存完好的螽斯翅膀化石，涵盖9个已灭绝物种。顾俊杰表示，大多数化石展示的是解剖结构与形状构造，但这些化石却保存了最易逝的声音。只要厘清这类昆虫发声的物理机制，化石翅膀就变成了一张记载声音密码的唱片。
图：中国出土的侏罗纪雄性螽斯化石特写。来源：Science News
微米细齿构成了天然小提琴发声结构
雄性螽斯发声的过程，本质上就像在演奏一把天然小提琴。它的左翅上生长着一排微米级细小齿列，被称为音锉（Stridulatory file，昆虫翅膀上的齿状发声结构）；右翅边缘则长着被称为刮器（Plectrum，用于摩擦刮擦音锉的硬化边缘结构）的物理机关。当昆虫闭合双翅时，刮器以每秒几千次频率划过音锉，产生的微小振动经由翅面共振放大，形成了高亢鸣叫。
音锉上的齿列间距仅几十微米，比一根头发丝直径还要细得多。研究人员分析了95种现存螽斯数据，发现音锉齿列越短，翅膀振动频率越高，发出的音调也越尖锐。团队利用激光多普勒测振仪（Laser Doppler Vibrometer，利用激光精准测量物体微小振动频率的仪器）对现生亲缘物种进行实测，证实了通过翅膀物理结构反推声音频率的可靠性。
图：栖息在绿叶枝条上的现生螽斯。来源：Science News
跨国团队算出侏罗纪雨林多声部合唱
研究团队建立了有限元数值模拟（Finite Element Method，利用计算机解算物理结构本征振动频率的数学方法）模型，将20块化石翅膀的物理尺寸代入公式计算。在侏罗纪雨林里，不同物种螽斯有着各自独有的演唱频段。体型较大的物种发出的鸣叫在5000赫兹左右，与现代高音笛子的音高非常接近。
除了声音高低，研究者还结合机器学习算法，根据化石体型和侏罗纪气温推算出了鸣叫节奏。温度越高，昆虫肌肉收缩越快，鸣叫节拍就越紧凑。这些数据最终组合在一起，拼凑出了迄今已知最古老的远古生态声景图谱。
蝙蝠还没出现，昆虫早了1亿年用上超声波
在重构出的9个物种中，一种名为游移符螽（Sigmaboilus peregrinus）的古昆虫引起了研究人员注意。计算表明，它的鸣叫载波频率达到20500赫兹，跨过了20000赫兹的人类听觉上限。在1.65亿年前的侏罗纪夜晚，天空里响着人类耳朵无法听到的高频超声波（Ultrasonic wave，频率高于20000赫兹的声音）。
在现代自然界中，昆虫使用超声波往往是为了躲避蝙蝠的回声定位。这一远古超声波发现颠覆了既有认知，因为第一批蝙蝠在始新世才出现，比这批化石晚了整整1亿年。昆虫演化出超声波通讯的时间节点远早于飞行的哺乳动物，其最初驱动力来自于地面上的捕食者。
纯音叫声帮昆虫躲避早期哺乳动物探听
物理分析显示，侏罗纪螽斯的鸣叫属于清晰单音（Pure tone，频率单一且集中在窄频段的乐音）。与夹杂各种频率的噪声相比，单音在空气中传播时更难被天敌双耳进行差时定位。布里斯托大学生物学家丹尼尔·罗伯特（Daniel Robert）指出，这种单音鸣叫能够让昆虫在向同类求偶的同时，最大程度隐藏自己的具体位置。
同地层出土的化石表明，当时地面上已经生活着类似鼩鼱的早期哺乳动物，它们的内耳结构已经能够听到部分中高频声音。面对听力不断演进的捕食者，螽斯将发声频率向更高频超声波移动，形成了早期陆地生态系统中的声音演化博弈。芝加哥大学古生物学家罗哲西（Zhe-Xi Luo）评价，这种发声与听觉的协同演化假说展现了远古生态互动的复杂性。
从翅膀上几十微米宽的齿列间距，到重现1.65亿年前求偶合唱，科学手段展现了声音密码在石头中的漫长沉淀。发声器官的物理结构（齿列间距、翅膀尺寸与振动面积）完整编码了鸣声频率，使得最容易挥发的声波成为了可以被定量解码的物理化石。当人们再次在夏夜听到虫鸣时便会明白，石头沉淀着生命骨骸，也完整珍藏着远古地球的歌声。
参考链接：
- Science News: A choir of katydid ancestors filled the Jurassic rainforest with song
- PNAS 原始论文: Reconstruction of an extinct soundscape reveals ultrasonic communication in the Jurassic
- Science News: Katydids had the earliest known insect ears 160 million years ago
