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学院野保学科揭示专性寄生蝇类适应演化历史

广义的寄生虫占据了近半数的动物界物种多样性,寄生习性在动物界中至少独立起源了两百余次。双翅目是昆虫纲甚至动物界中寄生习性起源次数最多的类群,其中寄生类型最为丰富的当属有瓣蝇类,其中盗猎寄生性的麻蝇科蜂麻蝇亚科昆虫以系统发育关系较远的捕食性膜翅目昆虫(泥蜂等)为寄主,狂蝇科幼虫专性寄生于哺乳动物体内,这在双翅目乃至昆虫纲中都十分罕见甚至绝无仅有,是体现双翅目昆虫成功适应辐射的典型类群,也是探求全球尺度下物种快速形成机制的理想类群。近期,我校生态与自然保护学院张东教授团队连续发表研究成果,极大推动了对专性寄生蝇类适应演化历史的认知。

团队成员我校首位“博新计划”入选者闫利平博士,利用转录组大数据构建了麻蝇科属级阶元覆盖度最高的系统发育关系,揭示了专性寄生蝇类与自由生活蝇类间的过度类群——盗猎寄生性蜂麻蝇起源于幼虫具有钻地习性的尸食性蜂麻蝇类群(图1)。该研究成果发表于进化生物学领域TOP期刊Cladistics,是首个由我国学者主导完成的基于转录组大数据揭示昆虫演化历史的研究成果。

2017级博士研究生李心钰联用电子超显微及激光共聚焦荧光显微技术,重建了犀牛胃蝇和黑腹胃蝇一龄幼虫的内外部三维结构,发现其唇基显著延长、口钩强烈弯向背侧,这在有瓣蝇类中尚属首例;据此提出了新的4个支持马胃蝇属和犀牛胃蝇属为姐妹群的共有衍征,并依据祖先特征重建结果提出狂蝇一龄幼虫口咽骨形态历经了2次独立演化(图2)。该研究成果发表于动物学领域一区期刊Zoological Journal of the Linnean Society

张东教授为上述研究成果的通讯作者。研究获得了北京林业大学杰出青年人才培养计划、人社部博士后创新人才支持计划、国家自然科学基金项目、以及国家留学基金委项目的资助。

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/cla.12449

https://academic.oup.com/zoolinnean/advance-article-abstract/doi/10.1093/zoolinnean/zlaa164/6054753


1 麻蝇科演化历史示意图(上)及蜂麻蝇亚科(下左)、野蝇亚科(下中)、麻蝇亚科(下右)代表类群。


2 黑腹胃蝇一龄幼虫激光共聚焦图像