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南方網(wǎng)訊（記者/楊智明）近日，中山大學(xué)以第一作者單位身份在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Proceedings of The Royal Society B上發(fā)表了最新研究《海蝽回歸海洋的3億年進(jìn)化歷程》。該研究顯示，海蝽很可能是最早成功回到典型海洋環(huán)境生活的昆蟲。

據(jù)悉，這是謝強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)繼2019年報(bào)道中國(guó)新記錄科海蝽科和新物種羚羊礁海蝽（Zootaxa 4679: 527-538）、2022年報(bào)道涯蝽科和西沙涯蝽（Zootaxa 5195: 449-467）之后，再次在海生昆蟲研究領(lǐng)域取得關(guān)鍵進(jìn)展。關(guān)鍵進(jìn)展主要體現(xiàn)在：一是提供了對(duì)難以采集的稀見昆蟲生成高質(zhì)量的基因組、宏基因組等多組學(xué)數(shù)據(jù)；二是將海生昆蟲的起源置于節(jié)肢動(dòng)物系統(tǒng)進(jìn)化的大框架下，補(bǔ)齊了節(jié)肢動(dòng)物海生習(xí)性研究的缺失一環(huán)；三是成功重建了其可靠的進(jìn)化地位與起源時(shí)間，明確了海蝽起源的古生態(tài)學(xué)驅(qū)動(dòng)因素?；谶@一研究進(jìn)展，未來(lái)可以在分子遺傳學(xué)層面針對(duì)其完全無(wú)翅、身體構(gòu)造簡(jiǎn)化等特點(diǎn)開展更為深入的多學(xué)科交叉綜合性研究。

海蝽科是昆蟲綱中罕見的嚴(yán)格海生類群，主要分布于太平洋和印度洋的熱帶海域。人類所知的第一個(gè)海蝽科物種由英國(guó)昆蟲學(xué)家George H. Carpenter于1892年報(bào)道，標(biāo)本由英國(guó)人類學(xué)家Alfred Cort Haddon采自澳大利亞默里島海域。該科昆蟲在中國(guó)的分布記錄由駱久陽(yáng)博士、王艷會(huì)博士等人于2019年報(bào)道，發(fā)現(xiàn)于海南省三沙市西沙群島的羚羊礁海域，同時(shí)還報(bào)道了以中國(guó)官方島礁名稱命名的一個(gè)新物種——羚羊礁海蝽（Hermatobates lingyangjiaoensis）。

羚羊礁海蝽雄性個(gè)體

海生昆蟲物種稀少，在昆蟲的全部物種多樣性（全世界約100萬(wàn)種）中占不到0.05%。由于其分布遙遠(yuǎn)、生境獨(dú)特，因而進(jìn)行野外采集和室內(nèi)研究的難度很大，相關(guān)研究長(zhǎng)期受到制約。2018至2019年，謝強(qiáng)教授研究團(tuán)隊(duì)3次赴羚羊礁海域并短期住島，突破了海蝽采集的瓶頸、獲得大量個(gè)體樣本，隨后生成了包括核基因組、轉(zhuǎn)錄組、宏基因組等在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)，為以海蝽為代表深入認(rèn)識(shí)海生昆蟲的起源與適應(yīng)奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?！　?/p>

羚羊礁海蝽的生境

第一作者王艷會(huì)博士采集海蝽標(biāo)本

羚羊礁海蝽在貝殼內(nèi)聚集

隨后，該研究團(tuán)隊(duì)基于所生成的高質(zhì)量核基因組，在節(jié)肢動(dòng)物門的進(jìn)化框架內(nèi)進(jìn)行了六足動(dòng)物亞門-昆蟲綱的系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)研究。結(jié)果表明，海蝽科昆蟲起源于侏羅紀(jì)早期的約1.92億年前，而該時(shí)期正是三疊紀(jì)末集群絕滅后海洋珊瑚礁系統(tǒng)漫長(zhǎng)的恢復(fù)期，至少持續(xù)到了侏羅紀(jì)中期。珊瑚礁系統(tǒng)大范圍、長(zhǎng)時(shí)期的恢復(fù)過(guò)程，很可能是海蝽科起源的古生態(tài)學(xué)驅(qū)動(dòng)因素。與同時(shí)被納入分析的海黽蝽和海寬蝽等昆蟲相比，海蝽的起源更早、很可能是最早成功回到典型海洋環(huán)境生活的昆蟲。而這相較于六足動(dòng)物的海生祖先來(lái)說(shuō)，中間已經(jīng)相隔了3億多年，昆蟲祖先在成功登陸并分化出高度多樣的類群之后，個(gè)別類群再次回到海洋、適應(yīng)海洋之難，可見一斑。

與此同時(shí)，該研究在系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)分析中，還嘗試突破了基于參考物種基因組中的單拷貝基因構(gòu)建直系同源集的理論經(jīng)驗(yàn)，成功展示了兩拷貝基因同源集用于動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育研究的有效性。這為將來(lái)進(jìn)行動(dòng)物界門與門之間的關(guān)系研究，乃至真核生物不同類群之間的關(guān)系研究提示了新的方法論可能性，可以避免死守所謂單拷貝原則造成幾無(wú)分子標(biāo)記可用的窘境。這樣的分析方式此前在植物系統(tǒng)發(fā)育研究中較為普遍，本項(xiàng)研究則指出了該方式在動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育研究中的有效性。

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