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在国家自然科学基金支持下,由尹文英先生牵头,协同5单位的近30位学者,以中国物种为材料,运用进化形态学、细胞学和分子生物学等综合方法,开展了与六足动物(昆虫)的起源与演化有关的研究(2002-2005),初步结果摘要如下:
1.低等六足动物的起源与亲缘关系
以45种低等六足动物和其他节肢动物为材料,通过核糖体18S rRNA基因全序列和28S
rRNA基因部分序列分析,结果认为原尾纲(Protura)、弹尾纲(Collenbola)、双尾纲(Diplura)和昆虫纲(狭义)(Insecta
s.str.),各自都是单系群(monophyletic);原尾纲和双尾纲优先聚为一支,关系最为密切;弹尾纲常与"原尾纲+双尾纲"聚为一支,但支持率不高,分类地位不很明确。另外,六足动物与甲壳动物亲缘关系最为接近,泛甲壳动物的假说也有一定合理性,而多足动物与螯肢动物(Chelicerata)的亲缘关系较为接近。
其次在进化形态学、比较精子学和发育生物学等原理和方法研究了世界已知原尾虫2目3科的基础上,重新整理成为原尾纲3目10科的新系统,已经被国际同行广泛采用。
2.有翅昆虫系统分类的研究
选择古翅类中的蜉蝣目,新翅类中的直翅目和全变态类中的鞘翅目、捻翅目等从比较形态学和分子生物学等方面来探讨其演化。研究结果对有翅昆虫的起源与演化、直翅目各类群的系统发生和全变态昆虫的系统演化提出了新的观点。
3.其他节肢动物的系统演化以及与六足动物的亲缘关系
选择了唇足纲、倍足纲和综合纲的代表种,基于18S rDNA序列分析得到的结果,显示多足纲是单系群。为研究昆虫是否起源于软甲亚纲和鳃足亚纲等甲壳动物,研究了中华绒螯蟹的线粒体全基因组,发现1个蛋白编码基因、2个rRNA基因及12个tRNA基因的重排。揭示十足类,乃至非六足节肢动物的nad3-nad5和nad5-nad4基因结合部是经常发生重排的区域。
螯肢亚门蛛形纲与肢口纲亲缘关系的研究:对蜘蛛目中最原始类群的代表种中纺亚目的杭州七纺蛛和低等的后纺亚目虎纹捕鸟蛛的线粒体全序列测定。后者的7个tRNA基因的位置与螯肢亚门肢口纲的鲎(原始的水生节肢动物)及七纺蛛的不同,为中纺亚目比后纺亚目更接近基部的分支提供了新的分子证据。结果支持昆虫-甲壳类分支,并支持节肢动物是单系群。
虽然,本项研究已取得了明显的进展,但也只是一个开始,希望国家自然科学基金能够持续支持并引导分类学研究向系统进化方面发展。 |