综述:膀胱蝗虫雄性多态性的遗传分析

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Ethology Ecology & Evolution 1.3

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  这篇综述通过线粒体(COI)和核(ITS)DNA标记的遗传分析,揭示了膀胱蝗虫科(Pneumoridae)中雄性多态现象(primary/alternate male)的进化意义,证实了曾被描述为独立物种的三种"纯替代型雄性"(P. vansoni/P. spinosus/P. browni)实际是已知物种(B. unicolor/P. variolosa/P. namaqua)的替代形态,为节肢动物性二态分类提供了分子证据。

  

Abstract
膀胱蝗虫科昆虫展现出独特的雄性二态现象:初级雄性(primary male)体型较大,通过腹部气囊进行远距离声通讯求偶;替代型雄性(alternate male)体型小、无飞行能力,采用"偷窃者"策略。研究通过COI和ITS基因分析证实,曾被Dirsh(1963)描述为独立物种的P. vansoni、P. spinosus和P. browni实为B. unicolor、P. variolosa和P. namaqua的替代型雄性形态,其种级分类地位应予以废止。

Introduction
雄性多态现象在节肢动物中广泛存在,常与替代交配策略相关。膀胱蝗虫的初级雄性具有显著的能量投入特征——维持飞行肌肉和声通讯系统使其易受天敌攻击,而替代型雄性通过能量重分配获得更长寿命。这种现象与甲虫角型分化、无花果小蜂翅型多态等案例共同构成表型可塑性(phenotypic plasticity)的经典模型。

Material and Methods
研究对6种膀胱蝗虫(含3种疑似同种异名)的71个COI样本和63个ITS样本进行系统发育分析。采用Macherey-Nagel试剂盒提取DNA,使用LCOI490/HCO2198引物扩增642bp的COI片段,ITS引物获得998bp片段。通过贝叶斯推断(Bayesian inference)和最大简约法(maximum parsimony)构建系统树,采用GTR+G(COI)和TrN+G(ITS)替代模型。

Results
COI基因显示:B. unicolor/P. vansoni的形态间遗传距离最大(6.20%),B. membracioides最小(0.04%);ITS数据中B. discolor形态差异仅0.04%,而P. namaqua/P. browni达12.3%。系统发育树均强烈支持替代型雄性与其对应物种的聚类关系(后验概率>0.95),其中P. spinosus与P. variolosa的COI差异仅0.5±0.7%。

Discussion
研究证实所有被检物种均存在两种雄性形态,替代型雄性占比不足5%。COI数据符合昆虫种内差异阈值(<7.64%),其中P. namaqua/P. browni的较大ITS差异可能源于扩增困难。根据国际动物命名法规,应保留先发表的初级雄性物种名称(B. unicolor等),废止P. vansoni等基于单一形态建立的分类单元。该发现为节肢动物性二态分类提供了分子系统学范式。

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