金陵晚报/紫金山新闻记者
张安琪
昆虫是正式命名物种超百万、地球上物种多样性最高的动物类群。可有翅昆虫究竟如何演化而来？其细分的三大类（蜉蝣目、蜻蜓目、翅膀可折叠的新翅类）究竟有啥发育关系？这些问题困扰了昆虫学家百余年，直至10月13日最新一期国际顶尖学术刊物《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表一项研究。
中国科学院南京地质古生物研究所（简称“南京古生物所”）联合南京师范大学开展研究发现，蜉蝣和蜻蜓原是“亲戚”关系，它们一起构成的“古翅类”和可折叠翅膀的新翅类昆虫，演化出现的时间大致相近。团队已描绘出一幅时间和谱系均清晰完整的昆虫起源与早期演化图景。
“昆虫是地球上最早飞上天空的动物，比翼龙和鸟类都要早数百万年，翅的出现推动昆虫大规模辐射演化。”论文第一作者、南京古生物所博士生王业浩介绍，百余年来学界对蜻蜓、蜉蝣、其他有翅昆虫的亲缘关系一直存在争议，是昆虫系统发育最难解析节点。
本研究证实蜻蜓与蜉蝣亲缘更近，共同构成古翅类，和新翅类昆虫亲缘关系较远。此外，由于古翅类翅膀无法收拢折叠，传统观点认为这代表着翅膀结构更“原始”、起源应更早，新翅类出现更晚。新研究则表明二者或同期演化，新翅类甚至可能出现时间更早，最早可追溯至早泥盆世，距今约4.19亿年前至3.93亿年。古翅类冠群则起源于晚泥盆世，距今约4亿—3.6亿年。
“关键在于团队采集了大量蜉蝣生物标本，进行了基因采样。”南京师范大学生命科学学院教授周长发介绍，蜉蝣成虫朝生暮死，标本极难采集。此次团队依托国内蜉蝣物种资源，新测定十余个蜉蝣物种，扩大了样本覆盖；也依赖于基因测序技术进步，提升了研究准确度和效率。
团队通过多种检验统计方法进行反复验证，全部结果一致支持蜻蜓与蜉蝣为姐妹群，它们一起构成的“古翅类”则是新翅类的姐妹支系。
本研究成功破解了困扰学界百余年的“古翅类难题”，厘清了蜉蝣目、蜻蜓目以及可折翅新翅类昆虫之间的亲缘关系。研究展现了有翅昆虫的早期演化图景：昆虫翅只演化一次。原始昆虫的翅基部拥有大量分散小骨片，翅可塑性强，可折叠也可不折叠。后续基部小骨片发生差异化愈合：蜻蜓、蜉蝣骨片完全愈合，形成刚性、不可折叠的翅膀；新翅类保留活动结构，翅膀可以折叠收纳。
“蜻蜓是顶级捕食昆虫、蜉蝣成虫寿命极短，二者不需要躲藏，刚性翅适配生存模式；多数新翅类昆虫需要在草丛等狭小环境活动，可折叠翅膀可以减少行动阻碍。”周长发推测。
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