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    南京古生物所通過新化石澄清玉門鞘蠊的分類地位

    2021-02-02 南京地質古生物研究所
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      玉門鞘蠊科(Umenocoleidae)最早發現于甘肅酒泉盆地下白堊統,是當今爭議最大的昆蟲化石類群之一。該類群先后被不同學者歸入鞘翅目基干類群、蜚蠊目、革翅目、螳螂目等不同的目級單元,主要原因在于其前翅與鞘翅目基干類群、網翅總目(包括蜚蠊目、螳螂目及傳統意義上的白蟻)的一些類群和原革翅目的前翅在脈序上類似。近年來,一些歐美學者認為玉門鞘蠊科應當僅包括其模式屬——玉門鞘蠊屬(Umenocoleus),將其再次歸入鞘翅目,并認為該科是鞘翅目其余類群的姊妹群;然而,仍有學者堅持將其歸入網翅總目。若新分類為真,玉門鞘蠊的分類地位在鞘翅目的起源及早期演化上將具有重要意義。但是目前,玉門鞘蠊的分類地位仍存在爭議。

      近期,中國科學院南京地質古生物研究所現代陸地生態系統起源與早期演化研究團隊的研究生羅慈航在研究員王博、張海春的指導下,基于玉門鞘蠊模式種(彎脈玉門鞘蠊Umenocoleussinuatus)的模式標本產地、層位以及新采集標本,通過形態學研究和系統發育分析,提出玉門鞘蠊是網翅總目的一個特化的類群,與奇翅目近緣。該研究解決了古昆蟲學上近50年來的一個爭議,揭示了玉門鞘蠊與原始甲蟲的相似性是趨同演化的結果。

      研究人員對甘肅酒泉盆地下白堊統發現的三塊新的玉門鞘蠊化石進行研究,并重新研究了吉林下白堊統大拉子組的多脈玉門鞘蠊(Umenocoleus nervosus)模式標本和兩塊保存于緬甸琥珀中與彎脈玉門鞘蠊關系密切的昆蟲化石。在掃描電鏡下,研究人員發現玉門鞘蠊前翅上的杯狀凹陷雖然在肉眼上類似于鞘翅目基干類群和現生的原鞘亞目鞘翅上的窗格結構,但其微觀結構明顯不同。

      研究人員進一步選取了72個特征和36個類群進行系統發育分析,結果表明,玉門鞘蠊是網翅總目內一類特化的類群,與近期新發現的奇翅目近緣。玉門鞘蠊硬化的前翅極有可能是與鞘翅目基干類群和現生的原鞘亞目趨同演化的結果。此外,該研究還發現,玉門鞘蠊雖然在早白堊世時期廣泛分布在地球上,但之后很快走向了滅絕,這可能與裸子植物的衰退和多食亞目甲蟲的興起有關。玉門鞘蠊與奇翅目一樣,是網翅總目占據新的生態位的又一次失敗演化試驗。

      相關研究成果以Beetle or roach: systematic position of the enigmatic Umenocoleidae based on new material from Zhonggou Formation in Jiuquan, Northwest China, and a morphocladistic analysis為題,發表在Palaeoworld(《遠古世界》)上。研究工作得到國家自然科學基金委、中科院戰略性先導科技專項和第二次青藏聯合科考項目的支持。南京古生物所方艷、王春朝協助完成了掃描電子顯微鏡的實驗。

      論文鏈接 


    圖1 玉門鞘蠊標本照片與線條圖

    圖2 玉門鞘蠊的系統發育位置示意圖與其在早白堊世的分布圖

    圖3 玉門鞘蠊的生態復原圖(黎家豪繪制)

    打印 責任編輯:張芳丹

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