跳蚤「降級」終將修改教科書

2021-02-22 中科院南古所

蚤目作為昆蟲系統演化樹上一個獨立分支，得到了許多形態特徵（側扁、無翅、具刺吸式口器、具櫛等）和生活習性等證據的支持。然而，跳蚤與其他昆蟲目之間的親緣關係一直是昆蟲系統學領域的未解之謎。早在19世紀，有學者根據外部形態認為跳蚤是鞘翅目（甲蟲）的近親；直到20世紀中後期，支序系統學的奠基人Willi Hennig發現跳蚤與長翅目（蠍蛉）和雙翅目（蒼蠅、蚊蚋等）的關係密切，三者共同構成吸吻類（Antliophora）。

21世紀以來，隨著分子系統學和基因組測序技術的發展，跳蚤系統位置的難題依然沒有得到解決：基於轉錄組數據的系統發育分析表明蚤目與長翅目構成姊妹群的關係；而基於一些基因串聯的系統學分析發現，跳蚤位於長翅目的內部，與雪蠍蛉科（Boreidae）構成姊妹群的關係。

2012年初，中國科學院南京地質古生物研究所黃迪穎研究團隊在《自然》（Nature）雜誌報導了產自我國內蒙寧城中侏羅世道虎溝動物群（距今約1.65億年）和遼寧北票早白堊世熱河動物群（約1.25億年）的多樣過渡類型巨型跳蚤，揭示了蚤目的起源與早期演化及其與寄主的關係。跳蚤化石具有很長的刺吸式口器顯示了與中生代具長喙的阿紐蠍蛉科（Aneuretopsychidae，可能的裸子植物傳粉者）的相似性，從而提出蚤目起源於具長喙的長翅目，而與雪蠍蛉關係較遠。

2020年初，南京古生物所王博研究團隊在《科學進展》（Science Advances）雜誌也報導了白堊紀緬甸琥珀中具長喙的阿紐蠍蛉化石。通過對38個化石類群的54個形態特徵的系統發育分析，表明長翅目是多系群，蚤目與雙翅目構成姊妹群；並認為阿紐蠍蛉的口器與跳蚤不同，不是蚤目的姊妹群。儘管跳蚤系統位置的研究對理解寄生性行為的起源和確立昆蟲分類的體系具有重要意義，但相關系統學研究進展緩慢。

近日，南京古生物所蔡晨陽、黃迪穎研究團隊和英國布裡斯託大學古生物團隊合作，選取了現生吸吻類26個代表物種，包括長翅目所有亞目（新長翅亞目Neomecoptera、小長翅亞目Nannomecoptera和具塞亞目Pistillifera）、蚤目和雙翅目，根據此前千種昆蟲轉錄組進化（1KITE）團隊測得的轉錄組數據，調取了1,478個直系同源單拷貝蛋白編碼核基因，代表了目前已知最大的吸吻類分子數據矩陣。此外，研究人員還構建了包括29個物種的線粒體基因組與多個基因聯合的較小數據矩陣。

通過對開源組學數據的挖掘和深入系統發育基因組學分析，確立了吸吻類（長翅目、蚤目和雙翅目）內部的系統發育關係，從而揭示跳蚤是一類特化的蠍蛉，並將蚤目降級為長翅目的一個次目（圖2）。

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