广东省科学院动物研究所王永杰与首都师范大学任东研究团队报道:在中国侏罗纪发现螳蛉总科最原始捕捉足及对捕捉足早期演化的意义

学术   科学   2024-08-27 10:02   北京  

捕捉足是昆虫演化出的一类特化捕食结构,在昆虫纲中多次独立起源与演化。螳蛉总科是脉翅目中唯一具有捕捉足的支系,其捕捉足的起源和演化一直是脉翅目研究的热点。目前证据证实捕捉足在螳蛉总科中单次起源,而化石证据表明螳蛉总科中的捕捉足支系在白垩纪时期经历了快速的辐射演化,且捕捉足呈现出极高的形态多样性,表明捕捉足的演化对螳蛉总科多样性形成和演化具有重要作用。然而,由于捕捉足支系在白垩纪前的化石证据不足,目前对螳蛉总科捕捉足的起源和早期演化还知之甚少,特别是步行足向捕捉足演化过程缺少直接的化石证据

近日,Journal of Systematics and Evolution (JSE) 在线发表了广东省动物所王永杰研究员与首都师范大学任东教授研究团队题为“A new stem‐group mantispoid lineage (Insecta: Neuroptera) equipped with unique raptorial structures from the Middle Jurassic of China”的研究论文(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.13125)。该研究描述了中国东北中侏罗世九龙山组中脉翅目的一个新属种——长跗古刺鳞蛉Archarhachiberotha longitarsa Wang, Ren et Wang, 2024,该昆虫前足兼具了捕捉足和步行足的形态特征(图1.1),如延长的基节、粗壮且腹侧具刺的股节等,与捕捉足结构一致,而其发达的跗节更接近于步行足类群;基于前足功能形态研究证实长跗古刺鳞蛉的前足属于一类未知原始的捕捉足类型,而模拟研究发现该捕捉足与传统捕捉足的捕捉机制存在明显差异,其通过跗节与股节和胫节协同完成对猎物的控制(图1.2)

基于该新种独特的特征组合以及古老的地质年代,该新属种不能归入到螳蛉总科任何已知类群中,推测其代表螳蛉总科捕捉足支系的基干类群。结合螳蛉总科中具有捕捉足类群的历史分布,对其捕捉足演化历史进行了总结(图1.3),表明捕捉足演化对螳蛉总科多样性分化至关重要。该研究为探究螳蛉总科捕捉足的起源和早期演化提供了关键的化石证据

图1 长跗古刺鳞蛉前足形态细节以及螳蛉总科捕捉足历史多样性

首都师范大学已毕业的硕士研究生王晶蕾为该论文的第一作者,首都师范大学任东教授、广东科学院动物研究所的王永杰研究员为论文的通讯作者。中山大学师超凡副教授,中国农业大学刘星月教授、首都师范大学史宗冈客座教授也参与了该项研究。该工作得到国家自然科学基金、广东省学院科技发展专项、广东省自然科学基金、广东省珠江人才计划等项目的资助

编:刘彤



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