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大量研究描绘出昆虫历史

苏珊·米利厄斯

通过对蝗群中144种昆虫的1478种基因数据进行分析,一支由世界性的研究团队重现了昆虫控制地球的过程。

对族谱的分支年代的分析重新确定了之间的关系。

昆虫最早出现大约是在4.79亿年前,在2014年11月7日 出版的《科学》杂志上公布了1KITE(1000个昆虫转录组进化项目)的101个成员。

研究员计算出,大约在4.06亿年前,昆虫是第一种会飞的动物。此后,这种六足动物的基因谱不断出现分支,形成了现如今形态各异的、生活方式多样的32大类或目:蠹虫、甲虫、白蚁、蝴蝶、在冰川捕食的冰爬虫以及一种神秘的“扭翅寄生虫”等。

1KITE项目的重点是从每个目里具有代表性的昆虫中获得足够多的遗传数据。研究人员尽可能多地获取能够编码蛋白质的基因模板(来自RNA),再从这些模板逆推这些基因的情况,该研究分析了所有昆虫共有的1478个基因集合。

该研究共同作者之一,来自德国波恩亚历山大柯尼希动物研究博物馆的伯恩哈德·米斯(Bernhard Misof)表示,过去的进化研究往往最多研究几百种基因,也没有应用该项技术的其他研究涵盖如此广泛的生物群体。具来自新泽西州新不伦瑞克罗格斯大学的另一位合著者卡尔·柯杰(Karl Kjer)的介绍,为实验室工作提供资金的是来自中国的一家基因组学机构——华大基因(BGI)。

哥本哈根大学的尼尔森·克里斯滕森(Niels Kristensen)并没有参与这项研究,他认为新基因谱的分支排列是可靠的,因为新的数据证实了许多关于基因谱系基本模式的早期研究结论。他说:“总的来说,这些都能符合我的想法。”

但是一些细节还是有所变化。在所有调整中,研究将蜻蜓目和钓鱼者钟爱的蜉蝣目归入一个古老的世系中。纽约自然历史博物馆的大卫·格里马尔蒂(David Grimaldi)认为,这是一种有争议的配组,因为在所有不同点中,蜉蝣蜕皮后成为成虫,而蜻蜓则不会。他说:“这种观点,昆虫学已经反复争论了几十年了”。他表示,即使新的论文数据很多,但是在这点上还需要进一步研究。

图片权利和来源(IMAGE CREDIT):1KITE,Adapted by M.Atarod

昆虫历史 昆虫新谱系的起源时间:(从左到右)跳虫、跳跃衣鱼、蠹虫、蜻蜓/豆娘、蟋蟀/螽斯、椿象/蝉/木虱、蛇蛉、甲虫、叶峰/黄蜂/蜜蜂/蚂蚁、蛾/蝴蝶、苍蝇、毛翅蝇、蟑螂和蝎蛉。

这项研究还改变了一些重要昆虫事件的时间。研究推断,现代寄生虱子的进化路径始于5300万年前。这和伦敦自然历史博物馆的文森特·史密斯(Vincent Smith)及其同事认为的早在恐龙时期就开始进化的情况相矛盾。史密斯认为恐龙多虱的观点只有较少的遗传信息,但是和1KITE研究相比,其研究的虱子种类更多,时间刻度也更为细致。

格里马尔蒂对新谱系中一些分支的时期提出异议,他呼吁通过化石来校准谱系的时间。 xOjhYieba3itBu+wvItiXwdzH9eeFBraivPMTfVT3m01t5zmZoXT/GpmBr0dgq7U

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