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南方網(wǎng)訊（記者/楊智明）近日，中山大學以第一作者單位身份在國際頂級學術期刊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，這是謝強教授團隊繼2019年報道中國新記錄科海蝽科和新物種羚羊礁海蝽（Zootaxa 4679: 527-538）、2022年報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域取得關鍵進展。關鍵進展主要體現(xiàn)在：一是提供了對難以采集的稀見昆蟲生成高質(zhì)量的基因組、宏基因組等多組學數(shù)據(jù)；二是將海生昆蟲的起源置于節(jié)肢動物系統(tǒng)進化的大框架下，補齊了節(jié)肢動物海生習性研究的缺失一環(huán)；三是成功重建了其可靠的進化地位與起源時間，明確了海蝽起源的古生態(tài)學驅動因素?；谶@一研究進展，未來可以在分子遺傳學層面針對其完全無翅、身體構造簡化等特點開展更為深入的多學科交叉綜合性研究。

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

羚羊礁海蝽雄性個體

海生昆蟲物種稀少，在昆蟲的全部物種多樣性（全世界約100萬種）中占不到0.05%。由于其分布遙遠、生境獨特，因而進行野外采集和室內(nèi)研究的難度很大，相關研究長期受到制約。2018至2019年，謝強教授研究團隊3次赴羚羊礁海域并短期住島，突破了海蝽采集的瓶頸、獲得大量個體樣本，隨后生成了包括核基因組、轉錄組、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識海生昆蟲的起源與適應奠定了數(shù)據(jù)基礎。　　

羚羊礁海蝽的生境

第一作者王艷會博士采集海蝽標本

羚羊礁海蝽在貝殼內(nèi)聚集

隨后，該研究團隊基于所生成的高質(zhì)量核基因組，在節(jié)肢動物門的進化框架內(nèi)進行了六足動物亞門-昆蟲綱的系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究。結果表明，海蝽科昆蟲起源于侏羅紀早期的約1.92億年前，而該時期正是三疊紀末集群絕滅后海洋珊瑚礁系統(tǒng)漫長的恢復期，至少持續(xù)到了侏羅紀中期。珊瑚礁系統(tǒng)大范圍、長時期的恢復過程，很可能是海蝽科起源的古生態(tài)學驅動因素。與同時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。而這相較于六足動物的海生祖先來說，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，個別類群再次回到海洋、適應海洋之難，可見一斑。

與此同時，該研究在系統(tǒng)發(fā)育基因組學分析中，還嘗試突破了基于參考物種基因組中的單拷貝基因構建直系同源集的理論經(jīng)驗，成功展示了兩拷貝基因同源集用于動物系統(tǒng)發(fā)育研究的有效性。這為將來進行動物界門與門之間的關系研究，乃至真核生物不同類群之間的關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分子標記可用的窘境。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，本項研究則指出了該方式在動物系統(tǒng)發(fā)育研究中的有效性。

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