研究揭示石蝇演化历史

石蝇（襀翅目）是最古老的有翅昆虫类群之一，其生存状况是评估淡水生态系统健康的重要生物指标，具有较高的生态价值与演化生物学意义。然而，由于化石记录不完整、形态特征演化复杂以及基因数据覆盖有限，构建稳健的石蝇系统发育树一直存在挑战。同时，现生石蝇约4000种，但石蝇在昆虫生命树中的系统位置，以及其各科之间的演化关系，长期以来存在争议。

近期，中国科学院南京地质古生物研究所等，基于覆盖现存17个科的97个石蝇物种线粒体基因组数据，采用多模型联合分析框架，重建了石蝇的骨架系统发育关系，明确了各主要类群之间的演化路径，厘清了其关键演化阶段的时间框架。该研究为理解石蝇起源、适应与辐射演化提供了重要的分子证据和年代学约束。

研究团队新测序了29个现生石蝇的线粒体基因组，并结合已公开的68个类群数据，首次在线粒体基因组层面，实现了对17个石蝇科的全面覆盖。同时，研究团队采用最大似然法和贝叶斯推断法，并重点应用能够有效处理位点异质性的最优模型，对全球石蝇系统发育关系进行了全面分析。研究明确了真颚组的早期演化关系，稳健地支持裸襀科是真颚组中最早分化的支系。这一结果与形态学证据吻合，表明该科独特的缺失求偶行为或是次生丢失的结果。

进一步，研究团队通过整合最新的的古生物学和年代地层学信息，重建了石蝇的演化时间框架。结果表明，石蝇的冠群起源于宾夕法尼亚纪，其现存各科的关键分化事件主要集中在乌拉尔世至早三叠世之间。

该研究构建的石蝇科级系统发育树，为深入探究其形态演化、生物地理学及行为生态学奠定了基础。同时，该研究证明了在采用最佳拟合模型的前提下，线粒体基因组在解析昆虫高阶元系统发育关系中的潜力。下一步，研究通过扩大类群取样、结合核基因组数据与化石证据，可更全面地揭示这一古老昆虫类群的完整演化历史。

相关研究成果发表在《交叉科学》（iScience）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和科学技术部的支持。

论文链接

现生所有科全覆盖的襀翅目昆虫演化时间框架

襀翅目各科的演化关系和分歧时间估算