被稱為半翅目的昆蟲并不是一個特別迷人的群體。這個群體包括臭蟲、臭蟲、垃圾蟲、介殼蟲和蚜蟲。它們的近親是薊馬、樹皮虱和寄生虱。然而，由于物種眾多，其中三分之二仍為科學(xué)界所未知，這些昆蟲共同構(gòu)成了生命之樹最奇特的分支之一。
發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一項新研究收集了大量關(guān)于這些昆蟲的分子數(shù)據(jù)，并利用這些信息幫助梳理它們的家族關(guān)系和進(jìn)化史。研究人員表示，這些發(fā)現(xiàn)以及現(xiàn)在公布的數(shù)據(jù)將有助于未來對地球上一些最豐富、經(jīng)濟(jì)上最重要的昆蟲的研究。
“這個群體中有12萬個已知物種，可能是實際物種的三分之一，”伊利諾伊州自然歷史調(diào)查的昆蟲學(xué)家克里斯托弗迪特里希說，他和INHS鳥類學(xué)家凱文約翰遜一起領(lǐng)導(dǎo)了這項研究?！皬倪@個角度來看，這超過了所有脊椎動物的總和。這是一個多元化的群體。它們覆蓋了整個星球。它們遍布每一個棲息地?！?
迪特里希說，這些昆蟲中的許多以植物和動物為食，可以被視為害蟲。但它們也為鳥類、食蟲哺乳動物、爬行動物、兩棲動物和其他食肉昆蟲提供食物。
“其中許多構(gòu)成了食物鏈的第一環(huán)，將植物材料轉(zhuǎn)化為其他動物的蛋白質(zhì)，”他說。
在這個群體中，許多人，如蚜蟲和稻飛虱，折磨著莊稼；迪特里希說，其他人，如體虱和一些刺客臭蟲，也會傳播疾病。
為了闡明這些昆蟲的家族關(guān)系和歷史，研究人員分析了近2400種以信使核糖核酸形式表達(dá)的蛋白質(zhì)編碼基因，以及由此產(chǎn)生的氨基酸序列。這是中國、歐洲、和美國伙伴的巨大努力。
“我們希望使用更新的測序技術(shù)來解決所有這些主要類型的半翅目昆蟲是如何相互關(guān)聯(lián)的，”約翰遜說。"這可能是最大的昆蟲數(shù)據(jù)集之一."
這一努力產(chǎn)生了幾個重要的發(fā)現(xiàn)。研究人員說，最有趣的一個與這個群體的一些成員的特殊口器的發(fā)展有關(guān)。
迪特里希說：“最早和最原始的昆蟲只有一對咀嚼顎，就像螞蟻一樣?！薄暗恍﹫F(tuán)體已經(jīng)走向了另一個方向?！?
對于那些人來說，下頜骨逐漸演變成一個強(qiáng)大的小管，可以刺穿東西，吸出汁液。迪特里希說：“這是喂養(yǎng)策略的重大改變?！暗侥壳盀橹?，所有的昆蟲都只是在咀嚼?！?
該團(tuán)隊的分子差異估計表明，刺穿和吮吸口器的進(jìn)化可能發(fā)生在3.5億多年前。類似的口器在寄生虱子和其他有特征的昆蟲(如蚊子)中獨立進(jìn)化。
迪特里希說：“根據(jù)化石記錄，這個類群在2億年前，即從3億年前到2.5億年前，成為二疊紀(jì)地球上的主要昆蟲類群?！暗诙B紀(jì)末期，它們遭遇了大滅絕，這比幾億年后殺死恐龍的恐龍還要慘?！?
最終，半翅目，以及代表薊馬和虱子的目，被另一組昆蟲所掩蓋，而全息元蟲經(jīng)歷了完全的蛻變，甚至更加多樣化。全息元包括蝴蝶、飛蛾、螞蟻、蜜蜂、蒼蠅和甲蟲。
研究人員表示，雖然其他昆蟲種群的遺傳研究更有力量，但新的分析還沒有完全解決包括樹皮虱和寄生虱在內(nèi)的順序與半翅目和薊馬之間的關(guān)系，它們可能屬于同一個超序列。但這項研究為未來的工作奠定了基礎(chǔ)，并更好地理解了一些吸引力較低但生態(tài)上必需的昆蟲是如何進(jìn)化的。
INHS是伊利諾伊大學(xué)香檳分校草原研究所的一個部門。
美國國家科學(xué)基金會支持這項研究。
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