动物所在昆虫后翅形态进化研究方面取得新进展

2011-7-01 09:33 来源: 中国科学院
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  昆虫是地球上最繁盛的生物类群,翅的获得在昆虫演化历程中扮演了重要角色。长久以来,后翅特征在昆虫的识别和种类鉴定中就已获得广泛应用且具重要价值。伴随着支序系统学的发展,后翅成为系统发育研究中非常重要的特征来源。但是,后翅的形态是否能够反映整个昆虫的系统发育并未获得证实。而且前人对后翅形态进化的研究,通常基于传统定性的方法对一定种类进行研究,或者是基于定量的方法对少数种类(如果蝇等模式生物)进行研究。利用定量的研究方法对大量种类后翅进化的研究还未见报道。

  中科院动物研究所鞘翅目形态与进化研究组利用支序系统学和几何形态学研究方法,基于81种蜣螂(鞘翅目:金龟科),选取了19个后翅标点和119个形态特征,发现基于后翅形态的几何形态学树与基于119个形态特征的系统发育树高度相关,这就说明了后翅进化与整个身体进化高度相关。通过进一步研究发现,后翅并非与身体所有部位的进化都相关,主要与胸部和腹部相关性最高。通过对蜣螂后翅的形态变异程度评价研究,发现原始种类后翅形态趋于多样化。另外,通过对蜣螂祖先后翅形态的推断,发现在蜣螂进化过程中,后翅形态总体趋于稳定(尤其是R、M脉),从而证实了蜣螂后翅的飞行功能自起源以来没有显著变化。通过整合支序系统学和几何形态学研究方法,本研究为昆虫后翅形态进化研究提供了新的思路和方向。

  该研究由中国科学院动物研究所杨星科领导的团队历时近6年完成,团队成员中白明副研究员留学期间所检视的保存在欧洲等国14个知名博物馆的模式标本,为本研究奠定了坚实基础。结果发表在美国《公共科学图书馆-综合》(PLoS ONE)上。本研究得到国家自然科学基金委、中科院和科技部(973)的资助。

  论文信息:Bai M, McCullough E, Song KQ, Liu WG, Yang XK (2011) Evolutionary Constraints in Hind Wing Shape in Chinese Dung Beetles (Coleoptera: Scarabaeinae). PLoS ONE 6(6): e21600.

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  动物所昆虫后翅形态进化研究获进展