近日,，我院昆蟲系統(tǒng)學(xué)與多樣性團(tuán)隊(duì)魏琮教授課題組在進(jìn)化生物學(xué)期刊《Molecular Phylogenetics and Evolution》發(fā)表了題為“The impact of geographic isolation and host shifts on population divergence of the rare cicada Subpsaltria yangi ”的研究論文,。我院已畢業(yè)博士生劉雲(yún)祥為第一作者,，魏琮教授為通訊作者,；美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校的Christopher Dietrich教授參與了該研究。
蟬科昆蟲的若蟲常年在地下營(yíng)固定生活,，以樹木幼根汁液為食,；成蟲飛行能力弱，發(fā)生期短,，難以長(zhǎng)距離遷徙擴(kuò)散,。對(duì)該類昆蟲進(jìn)行鳴聲表型分化、遺傳多樣性分化和譜系地理學(xué)綜合研究,，可解析生物進(jìn)化與譜系地理學(xué)研究中的一些特殊難題,。
該研究基于鳴聲數(shù)據(jù)、基因組數(shù)據(jù)和生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù),，綜合采用生物聲學(xué),、分子系統(tǒng)學(xué)和種群生態(tài)學(xué)方法，對(duì)枯蟬的鳴聲結(jié)構(gòu),、遺傳分化,、種群歷史動(dòng)態(tài)及分布區(qū)變化等進(jìn)行了解析，并探討了寄主植物改變,、生境和捕食性天敵變化等對(duì)該物種的種群分化（潛在物種形成）的影響,。
該項(xiàng)研究表明，枯蟬已進(jìn)化形成4個(gè)主要譜系分支,，各分支的遺傳和鳴聲結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著分化,，且與分布區(qū)間的距離（地理隔離）、生境及寄主植物的差異密切相關(guān),。相對(duì)分布廣泛的黃土高原一支約在末次間冰期的0.130–0.115 Ma（百萬(wàn)年前）發(fā)生顯著種群擴(kuò)張,。地理阻隔（尤其是賀蘭山南麓的沙漠及荒漠、半荒漠地帶）,、氣候演變和更新世大冰期出現(xiàn),，是造成該物種遺傳分化、表型分化（鳴聲結(jié)構(gòu)變化）和譜系地理結(jié)構(gòu)形成的主要原因,，它們與不同種群寄主植物的差異一起,，造成了異域種群的分化及潛在新物種的形成（尤其是在賀蘭山和崆峒山地區(qū)）?？菹s不同地理種群的鳴聲結(jié)構(gòu)變化可反映種群的表型分化及其對(duì)新環(huán)境（寄主,、生境、捕食性天敵等改變）的適應(yīng)性進(jìn)化,，這是物種在不同環(huán)境條件下分化出多樣的表征和生態(tài)特征后,，自然選擇進(jìn)一步加成導(dǎo)致的結(jié)果。
圖1 枯蟬不同地理種群的生境及寄主植物
SS,，陜西,、山西黃土高原區(qū)；HL,，賀蘭山,；PL，平?jīng)鲠轻忌?；FX,，鳳翔黃土高原南緣
圖2 枯蟬的分布格局、單倍型網(wǎng)絡(luò),、系統(tǒng)發(fā)育和基于基因組數(shù)據(jù)的種群主坐標(biāo)分析
該項(xiàng)研究為植食性昆蟲的多樣性分化和異域物種形成的分子機(jī)制解析提供了新信息,，也對(duì)進(jìn)一步闡明蟬科昆蟲異域分化與遺傳分化、表型分化（求偶鳴聲結(jié)構(gòu)分化）之間的相關(guān)性提供了線索,。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目資助（Grant Nos 32070476,，32270496）。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ympev.2024.108146
編輯：劉小鳳
審核：郭 軍
