科技日报记者 张晔
地球上最繁盛的动物类群是谁？答案是昆虫——全球已正式命名的昆虫超过100万种，占已描述动物物种的一半以上。昆虫能拥有这般优势，翅膀功不可没。可昆虫的翅膀究竟从何而来？这一困扰科学界百余年的“古翅类难题”，日前被中国科学家破解。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所、南京师范大学领衔的国际科研团队在《美国科学院院刊》发表成果，清晰勾勒出有翅昆虫起源和早期演化的脉络。
要听懂这项研究，先得认识两类昆虫：蜉蝣、蜻蜓的翅膀不能向后折叠，被归为“古翅类”；甲虫、蜜蜂等能收拢翅膀、叠于腹背，属于“新翅类”。蜉蝣、蜻蜓与新翅类究竟谁和谁更亲近？百多年来学界众说纷纭，“古翅类难题”由此得名。此前蜉蝣基因组数据匮乏，研究迟迟难有定论。
此次，团队利用我国丰富的蜉蝣物种资源，新测定16种本土蜉蝣的全基因组，整合百余种昆虫的基因组与转录组数据搭建大规模数据集，并以化石为时间标尺、结合基因变化推算演化年代。结果显示，早在约4亿年前的早泥盆世，有翅昆虫的共同祖先就已飞上天空，远早于脊椎动物；蜉蝣与蜻蜓互为“姊妹群”，共同构成古翅类，这一结论得到多种分析方法的一致支持。
研究还发现，昆虫的翅膀只演化了一次，此后两大支系各奔前程：新翅类演化出如同“折页”的翅根关节，甲虫、蜜蜂收起翅膀便能钻缝爬行；古翅类则特化出稳固的刚性翅基，蜉蝣借其滑翔，蜻蜓借其高速飞行、灵活追猎。
“昆虫飞上天空，是陆地生命演化史上里程碑式的重大革新。”中国科学院南京地质古生物研究所研究员蔡晨阳说，翅膀的诞生让昆虫有了全新的活动天地，也改变了陆地生态系统的面貌。南京师范大学教授周长发表示，两条演化道路并行发展，共同塑造了今天昆虫多样的飞行方式和丰富的物种。
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