为了阐明蝉总科化石的早期进化史、中生代化石与现存蝉总科的系统发育关系、身体结构适应的宏观演化及其与环境变化的关系，江辉博士中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)的王波和张海春与合作者一起进行了蝉的合作研究。
蝉在这里指的是蝉总科，以其健全的生产系统的进化、特殊的长期地下习性以及广泛存在于文化、生活和科学中的象征属性和研究实用性而闻名。现存的蝉总科包括分布于全球的蝉科(俗称真蝉/鸣蝉)和仅见于澳大利亚的残蝉科(俗称毛蝉)。
目前，蝉总科最早的化石发现于三叠纪。所有中生代(约252至6600万年前)蝉总科化石传统上都根据一些独特且保守的形态特征分为蝉科和蝉科。然而，将中生代化石直接归入现代类群可能会忽视化石在追踪其早期进化路径时所提供的独特和过渡特征的作用。
在这项研究中，研究人员首次检查了化石和现存蝉总科群体的系统发育关系。他们发现中生代蝉总科化石包括茎蝉、茎tettigarctids和茎蝉。一些先前被归类为蝉科的中生代化石实际上可能在系统发育上更接近现代蝉科。蝉科和蝉科分支可能在中侏罗世或中侏罗世出现分歧。由于保存问题，昆虫化石的分类往往依赖于保存的部分形态特征。
他们对成虫和若虫的部分结构(如翅膀、非翅身体部位和若虫腿)进行了形态学分析，将细微的连续形态变化与分类和系统发育结果进行比较，并揭示了昆虫化石中专门的同源结构可能包含以前被忽视的可识别的过渡变异。
更仔细地研究这些连续的形态变化可以更准确地理解时空变化对形态进化的影响，并进一步阐明宏观进化的模式。例如，头部和阴唇的变化可能反映了由于寄主植物变化带来的摄食压力而产生的抵抗力适应。此外，胸腔的变化以及翅膀脉络和轮廓的变化可能表明飞行肌肉和能力的进化。头部和胸部的变化也可以量化和比较。
发声对于许多动物来说是一种重要的交流方式。现代蝉科物种可以发出昆虫中最响亮的声音，通过鼓膜机制达到近120分贝。相比之下，Tettigarctidae通过通过基质传输的更微妙的振动信号进行交流，并且缺乏产生响亮声音的能力。蝉科和蝉科之间不同的发声机制激发了人们对其声学结构和行为的最初进化的好奇心。
在所有中生代蝉类茎群中均发现了鼓膜，并在雄性和雌性标本中均保存。这是首次对蝉总科化石中的鼓膜结构进行鉴定，捕捉到了化石记录中的这种通讯方式。大多数相对完整的化石缺乏复杂的声音产生和听觉系统的元素，这表明白垩纪中期的蝉可能依赖于基质传输的振动进行交流，而不是产生或感知高分贝的歌曲。
此外，在化石中发现鼓膜肌和腹腔，以及保存完好的气管、飞行肌和马普勒斯管，表明可能存在与腹部相似的固有腹腔和共振能力现代蝉鸣声。
因此，研究人员提出了另一个假设：某些白垩纪中期的蝉总科群体可能发出的声音比基质传输的振动更大。无论如何，与现代蝉相比，蝉总科物种在中生代的大部分时间里可能相对沉默。
他们还报告了白垩纪中期克钦琥珀中已知最古老的蝉总科若虫和蜕皮化石。这些若虫化石的化石前腿极其强壮，与现代蝉相似，表明它们具有相似的行为和强大的挖掘、土壤运输和地下生活能力。蝉若虫和成虫化石显示出不同的生态位和生存策略，从地下根部进食到地上茎部进食的显着转变。
化石中很少有以根为食的证据。然而，具有专门挖掘前肢的蝉若虫化石表明了这种行为。这种地下生活方式可能提供了生存优势，使蝉若虫能够在地下度过更长的时间。
研究人员还研究了化石记录中节肢动物以根为食的情况。考虑到克钦琥珀中的成虫和若虫化石以及中侏罗世道虎沟矿床中丰富的成虫化石，很明显，中生代中生代蝉总科表现出独特的生命阶段生态位，促进了生物量从地下到地上的转移，并且以类似于现代生态系统的方式影响生态系统。
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