中国首个石蝇属雌雄同体个体（Plecoptera: Leuctridae）

《Ecology and Evolution》：The First Gynandromorph of Stonefly From China (Plecoptera: Leuctridae)

中国黑龙江首次发现石蝇属物种Paraleuctra cercia的异源嵌合体，并提供了高分辨率形态图。该个体呈现雌性亚生殖板与雄性表皮囊的嵌合特征，是继日本和欧洲后中国境内首次记录此类生殖异常现象，对理解昆虫性别决定机制及石蝇属系统分类具有补充价值。

　　在一项新的研究中，科学家们确认了石蝇属 *Paraleuctra* 中的 *P. cercia* 在中国东北地区的分布，并首次报道了该石蝇在中国境内出现的雌雄嵌合体（gynandromorph）现象。这项研究不仅为石蝇在中国的分类学提供了重要补充，还为昆虫学中关于性别的发育异常提供了新的观察案例。通过详细的形态学分析和高清晰度的彩色图像记录，研究人员揭示了这一特殊个体的特征，同时也为石蝇的生物学研究打开了新的视角。

*Paraleuctra cercia* 是石蝇科（Leuctridae）中的一个常见种类，广泛分布于东北亚地区，包括俄罗斯和韩国。尽管此前有学者声称在东北中国发现了该物种，但相关研究仅提及了采集信息，未提供具体的形态描述或图像资料。此次研究通过对黑龙江省内某地（塔河县，虎林河桥）采集的石蝇标本进行深入分析，确认了这些标本属于 *P. cercia*，并进一步证明了该物种在中国的分布。研究团队特别强调，他们提供的图像资料不仅有助于确认该物种的分类地位，也为后续研究提供了直观的参考依据。

在这些标本中，研究人员发现了一只雌雄嵌合体个体，这一现象在昆虫界并不罕见，但在石蝇科中却较为少见。此前，雌雄嵌合体在石蝇科中的记录仅限于少数几个属，如 *Notonemouridae*、*Capniidae*、*Nemouridae* 和 *Leuctridae*。而在 *Paraleuctra* 属中，仅有一种 *P. occidentalis* 被报道过出现此类嵌合体。此次发现的 *P. cercia* 嵌合体是该属中的第二个案例，也是中国境内首次报道的石蝇嵌合体。这一发现不仅丰富了石蝇的分类学资料，也为研究昆虫性别分化机制提供了新的材料。

从形态学角度来看，这只嵌合体的特征非常独特。其上半身未表现出明显的性别嵌合现象，也就是说，头部、胸部等部位的结构并未呈现出典型的左右对称或拼接式分布。然而，其下半身却呈现出明显的雌雄特征交错。具体而言，该个体的腹部结构表现出显著的性别差异，右半部分保留了典型的雄性特征，如发达的雄性生殖器（epiproct 和 paraproct），而左半部分则呈现雌性特征，如雌性下生殖板（subgenital plate）和未受精的椭圆形卵。此外，腹部第5节和第6节的色素分布呈现出中央对称的模式，这种分布方式在石蝇科中较为罕见，进一步凸显了该嵌合体的独特性。

研究人员对这只嵌合体进行了细致的观察和比较，发现其腹部分节在形态和结构上表现出明显的不对称性。例如，在第5节的左侧（雌性侧）和第6节的右侧（雄性侧）均观察到了部分色素沉积，这些沉积区域沿腹部中轴对称分布。同时，第8节的左侧出现了分离的硬化结构（sclerites），而右侧则保持完整。这些细节表明，该嵌合体的性别特征并非完全分离，而是以一种特殊的模式交错存在。这种现象可能与胚胎发育过程中性染色体的异常分裂或细胞分化机制的紊乱有关，但具体的成因仍需进一步研究。

在石蝇科中，性别的差异通常体现在生殖器结构和腹部形态上。正常雄性个体的尾部（cerci）通常较为粗壮，且末端具有向后延伸的齿状结构，而雌性个体的尾部则相对细长，且末端结构较为简单。然而，在这只嵌合体中，其右侧尾部呈现出雄性特征，而左侧则呈现雌性特征。这种性别特征的不对称分布可能是由于发育过程中的细胞分裂异常导致的。在昆虫的胚胎发育过程中，性别的分化通常受到性染色体（如X和Y染色体）的调控，而某些情况下，细胞分裂的异常可能导致某些体节或器官出现性别特征的混合。

值得注意的是，虽然这只嵌合体的性别特征在腹部区域表现得最为明显，但在其他体节中并未出现明显的性别混合。这表明，其性别分化可能主要集中在特定的发育阶段或特定的体节区域。这种现象可能与石蝇科中性别的发育模式有关，即某些性别特征可能在特定的发育阶段被优先表达，而其他部分则保持原有的性别特征。因此，该嵌合体的出现可能为理解昆虫性别分化机制提供了新的线索。

在生态学和进化生物学领域，雌雄嵌合体的出现具有重要的意义。首先，它们可能反映了某些昆虫在进化过程中对性别分化机制的适应性。例如，在某些物种中，性别分化可能受到环境因素的影响，如温度、湿度、光照等，而这些因素可能在发育过程中影响性别的表达。然而，在此次研究中，嵌合体的出现似乎并非由环境因素引起，而是更可能与遗传或发育过程中的异常有关。其次，雌雄嵌合体的出现可能对昆虫的繁殖行为产生影响。在一些昆虫中，性别特征的异常可能导致个体在交配过程中表现出不同的行为模式，例如，雄性特征可能促使个体主动寻找配偶，而雌性特征可能使个体在交配时保持被动或选择性接受配偶。这种行为上的差异可能对种群的繁殖策略产生一定的影响。

此外，石蝇科昆虫在生态系统中扮演着重要的角色，它们通常作为水质健康的重要指示物种。因此，该嵌合体的发现不仅对昆虫分类学具有意义，也可能对生态学研究产生一定的启发。例如，该个体的出现是否与某些环境压力或生态条件有关？是否意味着在某些特定的生态背景下，石蝇的性别分化机制发生了变化？这些问题值得进一步探讨。

从进化角度来看，雌雄嵌合体的出现可能揭示了昆虫性别分化机制的复杂性。在许多昆虫中，性别分化是由性染色体决定的，但在某些情况下，性染色体的异常或发育过程中的某些基因表达紊乱可能导致性别特征的混合。这种现象在某些昆虫中较为常见，如果蝇（*Drosophila*），其中一些个体表现出明显的性别嵌合特征。然而，在石蝇科中，由于性别的差异相对较小，雌雄嵌合体的出现可能更为罕见，因此此次发现具有重要的研究价值。

在实际应用方面，这一发现可能对昆虫分类学和生态学研究产生深远影响。首先，它为石蝇的分类提供了更多的形态学依据，尤其是在性别特征的区分方面。由于石蝇的性别差异通常较为微妙，缺乏明显的外部特征，因此其分类工作往往依赖于形态学细节的观察和比较。此次研究中提供的详细图像资料和形态描述，有助于其他研究者更准确地识别和分类 *P. cercia*，同时也为研究其他石蝇物种的性别分化提供了参考。其次，该嵌合体的发现可能对石蝇的生态适应性研究产生一定的启示。例如，它是否表明某些石蝇在特定的生态环境下可能表现出更复杂的性别分化机制？是否意味着某些环境因素可能影响石蝇的性别表达？这些问题都需要更多的实验和观察来验证。

在该研究中，研究人员还提到，石蝇科昆虫的雌雄嵌合体在自然界中极为罕见，且通常不会在同一采集样本中出现多个个体。这可能意味着，这类现象并非普遍存在的种群级事件，而是个体层面的发育异常。这种异常可能由多种因素引起，包括遗传突变、微生物感染或某些环境因素。然而，目前尚无明确的证据表明这些因素在石蝇科中的具体作用，因此需要更多的研究来揭示其背后的机制。

总体而言，这项研究不仅确认了 *Paraleuctra cercia* 在中国东北地区的分布，还首次报道了该石蝇在中国境内出现的雌雄嵌合体现象。这一发现为昆虫分类学、生态学和进化生物学提供了新的研究材料，同时也引发了对性别分化机制和昆虫发育异常的深入思考。未来的研究可以进一步探讨这一现象的成因，以及其在不同环境和种群中的分布情况，从而为理解昆虫的性别分化机制和生态适应性提供更多的依据。