近日，中山大學(xué)教授謝強(qiáng)團(tuán)隊(duì)與華南師范大學(xué)教授欒云霞、荷蘭自然歷史博物館博士陳萍萍等科研人員合作，研究揭示了海生昆蟲(chóng)起源之謎。相關(guān)成果發(fā)表于《生物科學(xué)》。

海蝽科是昆蟲(chóng)綱中罕見(jiàn)的嚴(yán)格海生類(lèi)群，主要分布于太平洋和印度洋的熱帶海域。由于海生昆蟲(chóng)通常物種稀少、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。2018至2019年，謝強(qiáng)團(tuán)隊(duì)3次赴中國(guó)西沙群島羚羊礁海域并短期住島，突破海蝽采集瓶頸、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)，為深入認(rèn)識(shí)海生昆蟲(chóng)的起源與適應(yīng)奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

基于所生成的高質(zhì)量核基因組，研究團(tuán)隊(duì)在節(jié)肢動(dòng)物門(mén)的進(jìn)化框架內(nèi)進(jìn)行了六足動(dòng)物亞門(mén)-昆蟲(chóng)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(chóng)起源于侏羅紀(jì)早期，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(chóng)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(chóng)。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。

基因家族擴(kuò)張/收縮的分析表明，羚羊礁海蝽的基因組發(fā)生了較大程度的收縮，發(fā)生收縮的基因家族在形態(tài)建成、晝夜節(jié)律、蛻皮周期、翅的飛行等方面發(fā)揮著重要作用。在基因家族層面，海蝽適應(yīng)海生生活的方式更多在于做“減法”，而不是“加法”。

該研究還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。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1098/rspb.2023.0855

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