昆虫是地球上物种多样性最高的动物类群,已知种类超过100万种。一百多年来,有翅昆虫什么时候出现,蜻蜓、蜉蝣、可折翅昆虫之间的演化关系,一直是古生物学界未解的难题。近日,中国科学院南京地质古生物研究所和南京师范大学科研团队,结合基因组与化石证据,厘清了有翅昆虫起源和早期演化脉络。

昆虫演化出飞行能力,是生命演化史上的里程碑事件。有翅膀的昆虫主要分成三大类:蜉蝣目、蜻蜓目所属的古翅类以及翅膀能够折叠收放的新翅类。长期以来,蜉蝣和蜻蜓这些翅膀不能折叠的古翅类到底是不是近亲、昆虫翅膀的演化路径如何,一直悬而未决。科研团队利用我国丰富多样的现生蜉蝣物种,结合最新的系统发育基因组学等分析手段,给出了最新有力的答案——蜉蝣目和蜻蜓目亲缘关系更近,互为姊妹群,它们一起构成的古翅类是新翅类的姐妹支系。

中国科学院南京地质古生物研究所博士生王业浩说:“在有翅昆虫第一次分化之后演化出了两个分支,一个是古翅类,一个是新翅类,相当于两个并行的分支。”

南京师范大学生命科学学院教授周长发说:“全世界的蜉蝣目前分42个科,但是由于它朝生暮死,标本难以采集。这一次基于我们国家特有的一些类群新测定了十几个种,覆盖面大大扩大,提高了我们研究的准确性。”

研究团队结合现有昆虫化石与分子钟数据,更新了有翅昆虫起源时间。有翅昆虫的共同祖先可以追溯至早泥盆世,距今约4亿年左右,古翅类则起源于晚泥盆世。昆虫翅只演化一次。两条演化分支从此走向不同道路,新翅类演化出独特的翅折叠机制,这项能力让它们可以钻进土壤、树皮等狭小空间;古翅类特化出刚性翅基,发展出极强的飞行能力。
(荔枝新闻中心记者:吕莹莹 郭楠/编辑:张萌)
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