昆虫演化教育部创新团队揭示蝶类昆虫鳞

8月22日，《当代生物学》（CurrentBiology）发表题为“蛾蝶类昆虫出现之前翅鳞片的早期演化”（Earlyevolutionofwingscalespriortotheriseofmothsandbutterflies）研究论文，我校为第一单位、生命科学学院博士生王佳佳为第一作者，河北地质大学张维婷副教授、美国堪萨斯大学的迈克尔·恩格尔教授、我校盛仙永副教授和史宗冈客座教授为共同作者，任东教授为通讯作者。

鳞片广泛存在于各类群动物，包括鱼类、蜥蜴、穿山甲等脊椎动物，昆虫等无脊椎动物。蝶类昆虫（蝴蝶、蛾）的翅和身体上覆盖密集的鳞片，由于其细微结构对光线造成折射、衍射，使翅呈现惊人图案和美丽颜色。此种由鳞片结构决定的颜色又称为“结构色”。蝴蝶和蛾组成的类群因此被称为鳞翅目（Lepidoptera），鳞片以往被认为是鳞翅目昆虫独有特征。虽鳞翅目姐妹群毛翅目的个别现生物种也有鳞片，但大多零散分布于毛翅目更加进化的类群中。近年发现，鳞翅目和毛翅目的祖先类群飘翅目（Tarachoptera）也具鳞片，但形态与现生鳞翅目和毛翅目的鳞片存在差异。由此产生疑问：鳞片是否还是鳞翅目独征？鳞翅目与飘翅目的鳞片是否同源？如二者确有演化上的传承关系，那么作为鳞翅目姐妹群的毛翅目原始类群也应具有鳞片。但鳞片细微且有拒水性，难以保存成化石，此前缺少中生代毛翅目具有鳞片的化石记录，鳞片起源和早期演化问题一直扑朔迷离。

围绕这一科学难题，王佳佳在任东教授指导下检视了余件兼翅总目（鳞翅目、毛翅目和飘翅目）化石标本，发现了翅表面覆盖鳞片的化石。根据其形态特征分别建立毛翅目1新科化蝶科（Lepidochlamidae），飘翅目1新种大圣飘蛾（Kinitocelisdashengi）。研究发现新的毛翅目鳞片与飘翅目鳞片非常相似，均为细长型，小而窄，表面有较少纵脊，纵脊间缺乏鱼骨状结构等。这些相似性表明两个类群的鳞片很可能具有演化上的传承关系。研究团队整理大量兼翅总目及相关类群的形态学数据，进一步确认这两个类群在兼翅总目演化历史上的位置。通过分析个形态特征在73个化石及现生相关类群中的变化、系统发育结果显示飘翅目较鳞翅目和毛翅目更为原始，三者共同组成一单系群；化蝶石蛾科为最原始毛翅目类群。结合鳞片形态的相似性和系统发育结果，石蛾科鳞片确实传承自飘翅目，具有鳞片是飘翅目、鳞翅目和毛翅目的共有衍征。这一结果修改了以往教科书上传统的认知，证实鳞片不是鳞翅目独有特征！早在鳞翅目出现前，原始鳞片就已在兼翅总目昆虫身上出现。在毛翅目演化中，鳞片次生丢失；而蝴蝶、蛾进化过程中鳞片变得更加复杂。

当代生物学》为《细胞》（Cell）出版集团旗下生物学综合领域国际顶级刊物，影响因子10.9。

论文链接为：

转载请注明：http://www.abuoumao.com/hykh/4129.html