跳蚤「認祖歸宗」 江蘇科研人員最新研究證明:跳蚤是特化的蠍蛉

2021-01-14 荔枝網新聞

  記者今天從中科院南京地質古生物研究所獲悉,在12月21日出版的《古昆蟲學》期刊上,研究所科研人員發表了一項最新研究,破解了跳蚤地起源之謎,證明跳蚤是特化的蠍蛉,這一發現對於修正現生昆蟲系統分類體系具有深遠影響。

  蚤目(俗稱跳蚤)屬於節肢動物門、昆蟲綱,是一類體型側扁,外形高度特化,並嚴格以吸血為生的全變態昆蟲(圖1)。跳蚤體型很小,通常體長1~3毫米。跳蚤是外寄生昆蟲,吸食哺乳動物(包括人類)和鳥類的血液。

  蚤目作為昆蟲系統演化樹上一個獨立的分支,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並沒有得到解決: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,而基於幾個基因串聯的系統學分析表明,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)的多樣的過渡類型巨型跳蚤,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,南京地質古生物研究所王博研究團隊在《科學進展》(Science Advances)雜誌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昆蟲分類體系的確立具有重要的意義,但相關系統學研究進展緩慢。

  近日,科研人員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,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)。相關研究成果於2020年12月18日發表於《古昆蟲學》(Palaeoentomology)。

  系統發育基因組學的結果也為當今昆蟲系統分類提供重要的參考依據。根據跳蚤位於長翅目內部的系統發育關係,研究人員正式提出蚤目應降級為蚤次目(infraorder)。現生完全變態類昆蟲將從11個目減少為10個目,這項研究成果將對現生昆蟲系統分類體系具有深遠的影響。

  (來源:江蘇廣電融媒體新聞中心/黃蒙 編輯/汪澤)

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