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《當代生物學》：蛾蝶類昆蟲出現(xiàn)之前翅鱗片的早期演化
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)首都師范大學（高太平）：8月22日，《當代生物學》（Current Biology）發(fā)表題為“蛾蝶類昆蟲出現(xiàn)之前翅鱗片的生物早期演化”（Early evolution of wing scales prior to the rise of moths and butterflies）研究論文，我校為第一單位、學蛾生命科學學院博士生王佳佳為第一作者，昆蟲河北地質(zhì)大學張維婷副教授、出現(xiàn)翅鱗美國堪薩斯大學的前早期邁克爾·恩格爾教授、我校盛仙永副教授和史宗岡客座教授為共同作者，演化任東教授為通訊作者。當代蝶類
鱗片廣泛存在于各類群動物，生物包括魚類、學蛾蜥蜴、昆蟲穿山甲等脊椎動物，出現(xiàn)翅鱗昆蟲等無脊椎動物。前早期蝶類昆蟲（蝴蝶、演化蛾）的當代蝶類翅和身體上覆蓋密集的鱗片，由于其細微結(jié)構(gòu)對光線造成折射、衍射，使翅呈現(xiàn)驚人圖案和美麗顏色。此種由鱗片結(jié)構(gòu)決定的顏色又稱為“結(jié)構(gòu)色”。蝴蝶和蛾組成的類群因此被稱為鱗翅目（Lepidoptera），鱗片以往被認為是鱗翅目昆蟲獨有特征。雖鱗翅目姐妹群毛翅目的個別現(xiàn)生物種也有鱗片，但大多零散分布于毛翅目更加進化的類群中。近年發(fā)現(xiàn)，鱗翅目和毛翅目的祖先類群飄翅目（Tarachoptera）也具鱗片，但形態(tài)與現(xiàn)生鱗翅目和毛翅目的鱗片存在差異。由此產(chǎn)生疑問：鱗片是否還是鱗翅目獨征？鱗翅目與飄翅目的鱗片是否同源？如二者確有演化上的傳承關系，那么作為鱗翅目姐妹群的毛翅目原始類群也應具有鱗片。但鱗片細微且有拒水性，難以保存成化石，此前缺少中生代毛翅目具有鱗片的化石記錄，鱗片起源和早期演化問題一直撲朔迷離。
圍繞這一科學難題，王佳佳在任東教授指導下檢視了300余件兼翅總目（鱗翅目、毛翅目和飄翅目）化石標本，發(fā)現(xiàn)了翅表面覆蓋鱗片的化石。根據(jù)其形態(tài)特征分別建立毛翅目1新科化蝶科（Lepidochlamidae），飄翅目1新種大圣飄蛾（Kinitocelis dashengi）。研究發(fā)現(xiàn)新的毛翅目鱗片與飄翅目鱗片非常相似，均為細長型，小而窄，表面有較少縱脊，縱脊間缺乏魚骨狀結(jié)構(gòu)等。這些相似性表明兩個類群的鱗片很可能具有演化上的傳承關系。研究團隊整理大量兼翅總目及相關類群的形態(tài)學數(shù)據(jù)，進一步確認這兩個類群在兼翅總目演化歷史上的位置。通過分析174個形態(tài)特征在73個化石及現(xiàn)生相關類群中的變化、系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果顯示飄翅目較鱗翅目和毛翅目更為原始，三者共同組成一單系群；化蝶石蛾科為最原始毛翅目類群。結(jié)合鱗片形態(tài)的相似性和系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果，石蛾科鱗片確實傳承自飄翅目，具有鱗片是飄翅目、鱗翅目和毛翅目的共有衍征。這一結(jié)果修改了以往教科書上傳統(tǒng)的認知，證實鱗片不是鱗翅目獨有特征！早在鱗翅目出現(xiàn)前，原始鱗片就已在兼翅總目昆蟲身上出現(xiàn)。在毛翅目演化中，鱗片次生丟失；而蝴蝶、蛾進化過程中鱗片變得更加復雜。
《當代生物學》為《細胞》（Cell）出版集團旗下生物學綜合領域國際頂級刊物，影響因子10.9。（原標題：“昆蟲演化教育部創(chuàng)新團隊”揭示蝶類昆蟲鱗片與斑斕色彩的早期演化）
論文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.06.086
相關報道：蝴蝶“炫彩華服”如何起源演化？中國學者發(fā)現(xiàn)9900萬年前化石證據(jù)
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)中新社北京8月23日電（記者 孫自法）：鱗翅目昆蟲的蝴蝶與蛾子陽光下在草叢間翩翩起舞，它們翅上絢麗的五顏六色圖案特別醒目。蝴蝶和蛾子這身“炫彩華服”是怎么來的？不僅引發(fā)普通人的好奇心，也是生物學家們長期關注和聚焦研究的一項課題。
首都師范大學昆蟲演化教育部創(chuàng)新團隊最新研究發(fā)現(xiàn)保存在白堊紀中期(約9900萬年前)琥珀中的兼翅總目昆蟲化石，并建立兼翅總目昆蟲演化的兩個新屬種。在此基礎上，研究團隊通過搜集整理大量長翅部昆蟲的形態(tài)學數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)發(fā)育分析，研究結(jié)果打破了以往教科書上及傳統(tǒng)的認知，證實具有鱗片并不是鱗翅目的獨有特征，而是飄翅目、鱗翅目和毛翅目的共有衍生特征。
這項幫助人們厘清蝴蝶與蛾子美翅起源演化之謎的重要研究成果論文，北京時間8月22日夜間，在《細胞》出版集團旗下專業(yè)學術期刊《當代生物學》以“飛蛾和蝴蝶出現(xiàn)之前翅上鱗片的早期演化”為題在線發(fā)表。
論文通訊作者、首都師范大學任東教授介紹說，鱗片廣泛存在于各個類群的動物中，包括脊椎動物中的魚類、蜥蜴及穿山甲等，以及無脊椎動物的多個昆蟲類群，特別是蝴蝶和蛾子，其翅上和身體上都覆蓋著密集的鱗片，鱗片的細微結(jié)構(gòu)對光線造成折射和衍射，使得很多蝴蝶和蛾子的翅呈現(xiàn)驚人的圖案和美麗的顏色，蝴蝶和蛾子組成的類群也因此被稱為鱗翅目。鱗翅目的姐妹群毛翅目(俗稱石蛾)的個別現(xiàn)生物種也具有鱗片，但這些物種大多為零散分布于毛翅目的衍生類群，更可能是獨立演化而來。因此，鱗片此前通常被認為是鱗翅目的獨有特征。
任東指出，近年來發(fā)現(xiàn)，鱗翅目和毛翅目的祖先類群，已經(jīng)滅絕的飄翅目也具有鱗片，但其特征與現(xiàn)生鱗翅目和毛翅目的鱗片存在差異。這就存在一些問題：具有鱗片是否還是鱗翅目的獨征？鱗翅目與飄翅目的鱗片是否具有演化上的延續(xù)性？如果是的話，原始的毛翅目是否也具有類似的鱗片？由于鱗片細微且具有拒水性而難以保存成化石，兼翅總目的鱗片的起源和早期演化的問題一直撲朔迷離。
本次研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)兩枚保存在約9900萬年前白堊紀中期緬甸琥珀中的兼翅總目昆蟲化石，根據(jù)其形態(tài)特征分別建立毛翅目一新科化蝶科，包含一新屬種似竹化蝶石蛾，以及飄翅目飄蛾科下一新種大圣飄蛾。
論文第一作者、首都師范大學博士研究生王佳佳表示，化蝶科的鱗片具有和飄翅目的鱗片相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)，包括鱗片細長型、小而窄、縱脊的數(shù)量較少、缺乏橫脊和斜脊組成的魚骨狀結(jié)構(gòu)等。這些相似性暗示它們之間很可能具有演化上的關系。不過，要驗證這一觀點，必須確認這兩個類群在兼翅總目演化歷史上的位置。
她說，為此，研究團隊進一步搜集整理大量長翅部昆蟲的形態(tài)學數(shù)據(jù)，選擇長翅部的14個化石類群和59現(xiàn)生類群，并使用174個形態(tài)特征進行系統(tǒng)發(fā)育分析。這也是學界首次將兼翅總目的化石類群加入系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果顯示，飄翅目較鱗翅目和毛翅目更為原始，三者共同組成一單系群，化蝶石蛾科為最原始的毛翅目類群。結(jié)合鱗片形態(tài)的相似性和系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果，此次研究確證化蝶石蛾科的鱗片傳承自飄翅目，具有鱗片是飄翅目、鱗翅目和毛翅目的共有衍生特征。這一結(jié)果也打破了以往教科書上及傳統(tǒng)的認知，證實具有鱗片并不是鱗翅目的獨有特征。
研究團隊總結(jié)認為，早在鱗翅目出現(xiàn)之前，原始鱗片就已經(jīng)在基干的兼翅總目昆蟲身上出現(xiàn)了，只是在兩個類群后來的演化中，鱗片在毛翅目次生丟失，而鱗翅目的蛾子和蝴蝶在進化過程中鱗片則變得更加復雜，鱗片結(jié)構(gòu)反光色結(jié)合色素色，也就構(gòu)成它們?nèi)缃褚簧眢@艷的“炫彩華服”。