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界所未知，這些昆蟲共同構成了生命之樹最奇特的分支之一。
發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一項新研究收集了大量關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系和進化史。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)查的昆蟲學家克里斯托弗迪特里希說，他和INHS鳥類學家凱文約翰遜一起領導了這項研究。“從這個角度來看，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來解決所有這些主要類型的半翅目昆蟲是如何相互關聯(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。
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。“到目前為止，所有的昆蟲都只是在咀嚼?！?
該團隊的分子差異估計表明，刺穿和吮吸口器的進化可能發(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，成為二疊紀地球上的主要昆蟲類群?！暗诙B紀末期，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，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化的。
INHS是伊利諾伊大學香檳分校草原研究所的一個部門。
美國國家科學基金會支持這項研究。
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