地球上最早的翅膀可能是由一種不能飛的遠古甲殼類動物的快速爬行的腿進化而來的。
今天，現代的螃蟹、龍蝦、蝦和小龍蝦有時被稱為海洋的蟲子，作為節肢動物家族的一部分——以強壯的體甲和分節的關節為特徵——這個名字確實說得通。
科學家們目前認為，最早的昆蟲出現在大約4.8億年前，是從水生甲殼綱動物進化而來的。大約8千萬年後，隨著陸地生態系統變得更加複雜，翅膀使它們能夠飛到空中。
如果他們是對的，那就意味著最早的昆蟲在我們的星球上嗡嗡作響，遠遠早於鳥類、蝙蝠和翼龍——那麼它們從哪裡獲得這種能力呢?
這是一個困擾了專家幾個世紀的簡單問題。一個世紀前的假設認為，昆蟲的翅膀是進化上的新事物，在發育過程中從組織的隨機芽中從頭開始出現。
最近的一種觀點認為，它們是從古代甲殼類動物中已經存在的結構中產生的，隨著時間的推移，它們慢慢地變成了一些脫離了水的更有用的東西。
這些古老的甲殼類動物的鰓是最好的附屬物之一，因為它們同時擁有關節和肌肉。在一些甲殼綱動物的幼蟲中，它們甚至看起來像小翅膀。
但是兩篇關於有翼昆蟲的遠親的新論文表明，它們的腿是更好的搭配。
第一項研究敲除了夏威夷蝦類鸚鵡身上的某些基因，發現了一種類似於昆蟲翅膀的基因網絡，這種甲殼類動物的體甲和離身體最近的腿部部分都有類似的基因網絡。這表明，它們都以某種方式擠過了體壁，然後又折出來，形成了翅膀。
第二項研究也有類似的發現。在剔除某些基因後，研究人員將果蠅和其他昆蟲的6個腿節與夏威夷P. hawaii的7或8個腿節進行了比較。
最後，這種甲殼綱動物腿的前六個部分，從腳趾一直到身體，與昆蟲腿上發現的前六個部分完全吻合。但這提出了一個問題——甲殼綱動物的第7和第8節在昆蟲體內的去向?
兩位作者在1893年的一篇論文中找到了答案。研究表明，這種甲殼綱動物腿上的近端「葉」已經併入了昆蟲的體壁。從那以後，人們注意到，在許多昆蟲胚胎中，最靠近身體的腿段實際上在發育過程中與體壁融合。
伍茲霍爾海洋研究所的分子生物學家希瑟·布魯斯解釋說:「但我仍然沒有找到翅膀。」
「所以我一直讀啊讀，終於發現了這個20世紀80年代的理論。這個理論認為，昆蟲不僅把它們腿的近端區域併入了體壁，腿上的小葉還向上移動到背部，形成了翅膀。」
布魯斯和她的同事利用基因組和胚胎數據找到了支持這一觀點的證據。
他們說，首先，近端腿葉與體壁融為一體。然後，在那裡，最近的部分移動到「背上，稍後形成昆蟲的翅膀」。
「腿和翅膀互補基因的觀點使這些研究小組在甲殼類昆蟲轉化過程中的幾個關鍵問題上達成了一致，」兩位獨立專家在對這兩項研究的綜述中寫道。
他們一致認為昆蟲的側體壁與前肢的近端肢段是同源的。他們還同意翅膀包含了來自甲殼類動物腿的體壁成分。」
然而，這些研究並不完全一致。第一項研究支持了所謂的「雙源」假說，認為最近的腿節和體壁都參與了翅膀的發育。或者，正如兩位作者所言，「通過兩種不同組織的合併而獲得的新奇感」。
第二篇論文提出了一種更加漸進和複雜的轉化，主要針對腿部的部分。根據他們的發現，最近的兩個腿節首先合併到昆蟲的體壁，然後只有最近的腿節擠壓出背部形成翅膀。
兩者之間的差異是微妙的，需要進一步的研究來證明哪一個(如果有的話)更正確。但是這些研究之間的相似之處提供了一個令人信服的解決方案，來回答關於昆蟲翅膀進化的早期理論是正確的這個問題。
布魯斯多年來一直認為，原始的甲殼類動物曾經有8條腿。她認為，在今天的鸚鵡身上，其中一種已經被整合進了體壁，而在果蠅身上，一種已經被整合進了體壁，另一種隨後被整合進了翅膀。
這使得昆蟲的翅膀看起來僅僅是「雙重起源」，即體壁和腿混合形成翅膀，而實際上，作者說，昆蟲的體壁本身是從最接近的腿節派生出來的。
作者總結說:「雖然翅膀是現在昆蟲體壁的產物，但它們起源於遠古節肢動物的腿部。」
這是一個很好的想法，它把許多相互競爭的假設聚在一起，但很有可能，它不會結束謎團。僅在過去的10年里，我們就對昆蟲的進化有了更多的了解。
在進行基因組研究之前，我們甚至沒有意識到甲殼類動物和昆蟲在節肢動物家族中有如此密切的關係，這就是為什麼許多人認為昆蟲的翅膀是憑空產生的。
甲殼類動物的鰓、分節腿和防彈衣現在給了我們研究的直接目標。
帕特爾說:「像昆蟲翅膀這樣的東西可能是進化過程中的一種創新，人們對此感到非常興奮。」
「但從基因組比較中得出的一個結論是，沒有什麼是全新的;一切都來自某個地方。事實上，你可以從哪裡知道。」
儘管昆蟲翅膀的起源仍然是一個謎，但兩組科學家的研究揭示了最終解決這個謎的令人興奮的途徑。
