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气候驱动的蚁蛉族Megistopini在渐新世-中新世过渡期的谱系地理扩张及其形态演化机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月01日 来源:Molecular Phylogenetics and Evolution 3.6
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本研究通过超保守元件(UCE)数据重建了蚁蛉科Nemoleontinae亚科Megistopini族的系统发育框架,解决了该族长期存在的分类争议,确认了包含12属39种的单系群结构,并建立新属Himaleon gen. n.。研究揭示该族起源于扎格罗斯-伊朗高原-喜马拉雅-横断山系,中新世青藏高原隆升驱动其欧亚扩散,首次阐明了爪器形态与栖息地选择的演化关联,为理解神经翅目生态适应提供了关键案例。
在神经翅目昆虫中,蚁蛉科(Myrmeleontidae)以其独特的幼虫筑坑捕食行为闻名,但其中Megistopini族却展现出特殊的生态策略——其幼虫不筑坑而是栖息于沙石缝隙。这个包含蚁蛉和蝶角蛉的类群,长期以来存在分类混乱:传统认为仅含3个古北界西部属,而近年形态学研究暗示东亚和东洋区的多个属可能也应归入该族。更令人困惑的是,这些分布广泛的类群如何响应新生代关键地质事件(如青藏高原隆升)形成当前格局,以及其标志性的可对握爪器(opposable pretarsal claw)的演化意义,始终缺乏基因组尺度证据。
中国科学院动物研究所的Zheng Yuchen团队联合法国国家自然历史博物馆的André Nel等学者,在《Molecular Phylogenetics and Evolution》发表的研究填补了这一空白。研究团队采用超保守元件(Ultraconserved Elements, UCE)技术对欧亚大陆13个属25种样本进行基因组捕获,结合化石校准的分子钟模型和祖先性状重建,首次构建了Megistopini的高分辨率系统发育树。关键技术包括:1)基于UCE探针的靶向测序;2)最大似然法和贝叶斯推断构建系统发育;3)使用BioGeoBEARS模型重建生物地理历史;4)形态特征演化分析。
Phylogeny部分显示:Megistopini构成强支持的单系群,包含传统分类的Megistopus、Gymnocnemia等属,以及曾被归入Nemoleontini的Indoleon、Paraglenurus等8个东亚属。分子证据支持建立新属Himaleon以容纳原归类不明的3个物种。
Monophyly and generic classification部分证实:该族共有12属39种,其单系性由两个形态共近裔特征支持——成虫细长足(胫节长宽比>10倍)和板状分离的雄性第九生殖突基节(gonocoxites 9)。
Biogeographic reconstruction部分揭示:该族约3000万年前起源于扎格罗斯-伊朗高原-喜马拉雅-横断山系"生物地理走廊",中新世(2300-500万年前)分三波扩散:第一波至地中海,第二波至中亚,第三波至东亚。青藏高原周边造山运动与季风增强形成的异质性生境驱动了物种分化。
Morphological evolution部分发现:可对握爪器是该族祖先特征,在部分谱系中次生丢失,且与栖息地选择无显著关联,颠覆了传统"形态-生境"对应假说。
这项研究的意义在于:1)首次实现蚁蛉科族级类群的基因组尺度系统发育解析;2)建立青藏高原隆升与昆虫辐射的定量关联模型;3)为神经翅目形态功能演化提供新范式。特别值得注意的是,研究者提出的"Himalayan-origin"假说,为理解亚洲山地生物多样性形成机制提供了昆虫学证据。正如讨论部分强调的,Megistopini的演化历史印证了"地质事件-气候变迁-生物响应"的宏观进化框架,其研究方法为其他类群的深层演化解析树立了标杆。
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