近期欧美无码,中国农业大学植物保护学院刘星月团队在进化生物学限度主流期刊《系统生物学》(Systematic Biology)上发表题为A Double-edged Sword: Evolutionary Novelty along Deep-time Diversity Oscillation in An Iconic Group of Predatory Insects (Neuroptera: Mantispoidea) 的磋磨论文。
演化转变与物各种种化之间的干系是演化生物学限度的伏击问题。已有磋磨标明,并非通盘演化转变的出现皆伴跟着物种权贵的符合性援救与各种化。因此,若何甄别对演化有意的转变(尤其是大略权贵促进物种符合性辐照的要津转变特征)至关伏击。然则,由于多数演化转变事件发生年代陈腐,追想表型演化和谱系各种化经由的分子和古生物学字据相对匮乏,以及磋磨类群和门径的局限性,使得这一问题的科罚存在诸多费事。
图1 白垩纪缅甸琥珀螳蛉总科虫豸生态还原图(杨定华绘)
螳蛉总科Mantispoidea是脉翅目虫豸的主要类群之一,其大部分物种具捕捉式前足、形似螳螂(图1)。该总科分4科:鳞蛉科Berothidae(非捕捉足类)、刺鳞蛉科Rhachiberothidae、双翅螳蛉科Dipteromantispidae和螳蛉科Mantispidae,全国已知现生类群74属约530种,死灭类群106属165种。然则,该总科里面各科/亚科的系统发育干系于今仍有较多争议,好多化石类群的系统地位悬而未决。此外,螳蛉总科具有长达2亿多年的演化历史,其复杂各种的捕捉式前足展现了大皆符合捕食和珍重的转变特征,是磋磨演化转变与物各种种化干系的理念念类群。
为探究捕捉足模式转变在螳蛉总科演化经由中的作用以及物各种种性演化动态的初始成分,该磋磨构建了迄今最全面的螳蛉总科模式特征数据集(146个化石及现生疏类单位,232个终止模式特征),初度重建了包括螳蛉总科通盘科/亚科的系统发育和演化时候框架。在此基础上,通过模式空间分析、先人特征重建、性状演化速度估算、物各种种化与环境因子/模式演化/支系互作的关联性评估等宏演化分析,深切研讨了捕捉足等模式演化转变在深时物各种种性演化中的作用。
图2 基于模式矩阵 143T(232×143)未分区贝叶斯支端定年臆度的螳蛉总科Mantispoidea时候树
系统发育分析(图2)发现鳞蛉科Berothidae(非捕捉足类)为非单系;刺鳞蛉科、双翅螳蛉科、螳蛉科等捕捉足类支系具澌灭共同先人且各科均为单系,说明捕捉足在螳蛉总科中单次发祥;双翅螳蛉科是螳蛉科的姐妹群;合螳蛉亚科Symphrasinae仍包摄于螳蛉科;奇刺螳蛉属 Acanthomantispa 、二歧螳蛉属 Dicranomantispa 、裸足螳蛉属 Psilomantispa 等应归入矛螳蛉亚科Doratomantispinae;中螳蛉亚科Mesomantispinae和卓螳蛉亚科Drepanicinae可能非单系。
图3 螳蛉总科Mantispoidea模式演化速度
图4 螳蛉总科模式分异度与体型演化
图5 螳蛉总科各主要支系各种化率历史动态(包含白垩纪缅甸琥珀样本)
苍井空A级在线观看网站图6 基于指数模子的螳蛉总科Mantispoidea物种形成率和死灭率与模式和古环境成分,以及类群表里互作成分间的关联性
宏演化分析(图3-6)发现,在螳蛉总科演化早期(晚三叠世至早侏罗世),捕捉足类前足高速演化并带动总体模式演化速度权贵援救,其各分区模式分异度急速援救(捕捉足援救最为权贵),体型权贵增大,并伴跟着极高的物种形成率和净各种化率。因此示意前足由走路足到捕捉足的要紧改革是股东捕捉足类螳蛉总科早期符合性辐照的要津转变。
然则,磋磨发现捕捉足对捕捉足类螳蛉总科物各种种化莫得产生抓续的促进作用,其在模式演化中并不守护最高的权重,况且对不同类群的影响存在权贵各异。其中,捕捉足是中生代刺鳞蛉科的演化重点,较其他模式结构具有权贵更高的演化速度和模式空间。然则,该科总体模式演化速度未权贵援救,不同模式结构之间速度和分异度具有较高的关联性,体型不休消弱,物种形成率和净各种化率在白垩纪中期前抓续走低,标明捕捉足在中生代的演化转变并莫得对刺鳞蛉的各种化带来积极的影响,甚而可能由于捕捉足单一特征的高度特化形成演化瓶颈。无非常偶,诚然双翅螳蛉科的演化重点从捕捉足转向中后胸和翅的特化,并在该类群演化初期看成要津演化转变股东了符合性辐照,但很快由于单一特征的高度特化形成了演化瓶颈,导致该科在晚白垩世死灭。形成这一表象的原因可能是疏导功能的模式演化转变会加更生态位的重复,导致厉害的竞争;另一方面,这种演化偏好可能会裁汰其他模式结构的可塑性和可变性,导致该结构愈发高度特化并耗尽更多能量,在发生要紧环境改革时增多死灭的风险。
相较而言,螳蛉科在不同模式结构转变上展现了一种较为均衡的演化模式。诚然捕捉足仍为该科演化的伏击组分,但并未成为全皆主导,体当前捕捉足过火他模式结构均具有较高的演化速度、较高的模式分异度且不同结构之间演化速度的关联性较低。这一战术增多了不同模式结构演化转变的契机,各种的转变又带来更多的聘任从而援救了该科对环境变化的符合性,促进生态位分化,减少谱系内的生态位重复,缓解竞争带来的压力。这种模式演化模式的上风体当前螳蛉科较其他类群更高的总体模式演化速度、马上增长且更高的总体模式分异度、体型的权贵大型化。此外,该科发祥及演化早期的物种形成和净各种化率极高,晚白垩纪世莫得出现死灭率的高潮,且于新近纪该科总体模式分异度和物各种种性均获得知道讲演,反应了模式均衡演化战术的积极作用。
此外,磋磨发现捕捉足等模式演化转变、伏击环境因子的变化和支系间互相作用共同塑造了螳蛉总科物各种种化在深时圭表上的权贵波动,尤其是白垩纪中期隔壁的突变。然则,当摈斥大皆白垩纪缅甸琥珀样本后,一些演化参数的变化(如模式各异度、体型和各种化速度)于白垩纪中期不再权贵,因此该本事的各种化突变也弗成摈斥是由于取样偏差所导致。
该磋磨揭示了捕食关联模式转变复杂的演化模式,强调了其在类群内不同演化阶段及不同支系间初始各种性演化的双重作用,为理会虫豸深时演化模式与动态提供了新视角。
中国农业大学植物保护学院在读博士磋磨生李鸿宇为论文第一作家,刘星月西宾为论文通信作家。中科院南京地质古生物磋磨所王博磋磨员、箕面公园虫豸博物馆Hiroshi Nakamine博士、北海说念大学Shuhei Yamamoto博士、曼彻斯特大学James E. Jepson博士、柏林当然历史博物馆Michael Ohl西宾、维也纳当然历史博物馆Ulrike Aspöck 西宾、维也纳医科大学Horst Aspöck西宾、好意思国当然历史博物馆Michael S. Engel西宾、布里斯托大学Michael J. Benton西宾、Philip Donoghue西宾、北京夏虫琥珀博物馆卓德先生、重庆三峡虫豸博物馆张巍巍先生、缅甸对峙博物馆Thet Tin Nynt先生参与配合磋磨。该磋磨获得了国度当然科学基金,中国农业大学2115东说念主才培育发展复旧谋划,科技部基础资源探访专项欧美无码,长江学者奖励谋划,国度动物标本资源库、国度留学基金委以及日本学术振兴会的资助和复旧。