【新華社南京十月十三日電】(記者王珏玢)地球上種類最豐富的動物──昆蟲,是怎樣演化出翅膀的?由中國科學院南京地質古生物研究所、南京師範大學領銜的國際科研團隊,運用系統發育基因組學方法梳理出昆蟲翅膀早期演化的清晰脈絡,為這一困擾科學界百餘年的謎題提供了新解答。相關成果十三日發表在國際學術期刊《美國科學院院刊》(PNAS)。
走在公園、田野、林間,隨處可見昆蟲的身影。全球已正式命名的昆蟲超過一百萬種,佔已描述動物物種的一半以上。它們的翅膀各有門道:蜉蝣、蜻蜓等不能把翅膀向後折疊、平貼在腹部背面,被歸為古翅類;甲蟲、蜜蜂等新翅類,則擁有收攏翅膀的本領。
此次研究中,科研團隊利用中國豐富的蜉蝣物種資源,新測得十六種本土蜉蝣的核基因組,彌補了以往相關數據不足的短板。在此基礎上,團隊搭建大規模數據集,以化石為時間標尺,結合基因的變化推算年代,並用多種分析方法交叉驗證,逐漸勾勒出昆蟲翅膀早期演化的圖景。
結果顯示,早在約四億年前的早泥盆世,有翅昆蟲的共同祖先就已飛上天空,遠早於脊椎動物。今天蜂、蝶、蜻蜓的翅膀,皆從遠古共同祖先一路傳承、變化而來。此後,蜉蝣、蜻蜓等所屬的古翅類,以及甲蟲、蜜蜂等所屬的新翅類,逐漸走上了不同的演化道路。
蜉蝣、蜻蜓等古翅類昆蟲的翅根較為穩固:蜉蝣借助翅膀滑翔,蜻蜓則高速飛行、靈活追獵。新翅類則演化出如同「折頁」的翅根關節,讓甲蟲、蜜蜂等能收好翅膀,減少爬行、鑽縫時的磕碰,進入更多狹小空間。
「昆蟲飛上天空,是陸地生命演化史上里程碑式的重大革新。」中國科學院南京地質古生物研究所研究員蔡晨陽介紹,翅膀的誕生讓昆蟲有了全新的活動天地,也改變了陸地生態系統的面貌。
南京師範大學教授周長髮說,兩條演化道路並行發展,共同塑造了今天昆蟲多樣的飛行方式和豐富的物種。◇








