革翅目的分类系统几经变动,争议较大。当前流行的分类系统将现生革翅目划分为两大主要支系: Protodermaptera(“低等蠼螋”)和 Epidermaptera(“高等蠼螋”),共11个科。其中“低等蠼螋”是并系的,单系的“高等蠼螋”嵌套其内。
当前流行的革翅目系统关系。卡西螋科Karschiellidae位于整个系统树的最基部,与其它各科形成姐妹群,而一些传统的“科”被认为是并系或复系群(引自原文)
这篇论文以16种蠼螋(代表9个传统的“科”)作为内群,22种多新翅类昆虫作为外群,采用转录组数据(来自3247个直系同源基因/基因组)构建了革翅目的系统发育关系。研究人员还将从文献中搜集到的62个形态特征映射到这个系统发育关系上,希望藉此来了解这些特征的进化。
通过转录组数据构建的革翅目系统发育关系(引自原文)
研究人员最终得到了一个 单系的革翅目。他们认为现生革翅目Neodermaptera在形态上发生了重大改变,包括缩短并骨化的前翅、折叠机制特化的后翅、钳状的尾须、雄虫具双阳茎叶等,这些特征支持了革翅目的单系性。同时,革翅目与其它多新翅类共享的共衍征较少。
展开后翅的蠼螋。蠼螋的后翅膜质,具有放射状翅脉,虽然面积很大,但能折叠收藏在缩短的前翅之下,仅部分露出,这种折翅机制在昆虫纲中是非常特殊的(寒枫 摄)
在革翅目中,研究人员得到了一个与此前主流观点相反的结论: 单系的“低等蠼螋”嵌套在并系的“高等蠼螋”中。这项结论将进一步导致对革翅目一些关键特征进化的重新解释。研究人员认为,革翅目的一些形态特征在其它昆虫中尚未发现,因此要确定这些特征的极性是很困难的,此前根据形态特征构建的系统发育关系可能是不准确的,一些被认为是“祖征”的特征可能需要重新考虑。
扁螋科Apachyidae在本次系统发育关系中处于最基部的位置,与其它蠼螋形成姐妹群。扁螋生活在树皮之下,身体极为扁平,有一些独特的形态和生物学特征。由于 扁螋(至少在实验室条件下)没有亲代哺育的习性,研究人员推测亲代哺育行为可能不是革翅目的祖先状态,这与先前的认识有所不同。同时一些传统的“科”的单系性也未受支持,如大尾螋科Pygidicranidae是并系的,蠼螋科Labiduridae和绵螋科Spongiphoridae则是复系的。
扁螋 Apachyus sp. 体大而扁平,生活在树皮下(张巍巍 摄)
此外, 卡西螋科和蝠螋科没有被包含在这项研究中。卡西螋科是“低等蠼螋”的三个科之一,此前被认为是所有其它现生蠼螋的姐妹群,因此系统地位重要。但是,卡西螋科目前还没有被纳入任何分子系统发育研究中。研究人员提出两种假设:卡西螋科是所有其它现生蠼螋的姐妹群,或卡西螋科是“低等蠼螋”另外两科的姐妹群。根据对形态特征的分析,研究人员更偏向于后一个假设,即单系的“低等蠼螋”。
研究人员同时指出,本项研究的取样量仍显得不足。在未来研究中增加取样量,对于了解革翅目系统发育中的一些特定问题,如关键特征的进化、一些传统的“科”的单系性和系统关系、卡西螋科和蝠螋科的系统地位是非常必要的。
原文信息:Wipfler B, Koehler W, Frandsen PB, Donath A, Liu S, Machida R, Misof B, Peters RS, Shimizu S, Zhou X & Simon S (2020) Phylogenomics changes our understanding about earwig evolution. Systematic Entomology , https://doi.org/10.1111/syen.12420
本期编辑:陈卓返回搜狐,查看更多