蚁甲亚科系统发育与生物地理学研究

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蚁甲亚科Pselaphinae隶属鞘翅目Coleoptera,隐翅虫科Staphylinidae,是隐翅虫科下的第二大亚科(仅次于前角亚科),物种丰富,在全世界广泛分布。该亚科目前共包含6超族(长腹蚁甲超族Faronitae、平背蚁甲超族Euplectitae、隆背蚁甲超族Goniaceritae、毛唇蚁甲超族Batrisitae、蚁甲超族Pselaphitae、寡节蚁甲超族Clavigeritae)、39族、约1100属10000余种。目前国内外针对蚁甲亚科的研究多为基础的分类学研究,主要集中在新种的报道、比较形态学及生物地理研究等方面,但有关其高阶元的系统发育研究仍存在较大空白,主要支系(超族、族)的亲缘关系、分歧时间和祖先地理分布等仍未得到较好阐释。因此,本研究结合分子及形态数据联合分析旨在解决蚁甲各超族之间复杂的系统发育关系,同时本研究还对蚁甲亚科的起源、分化时间以及地理格局演化进行推算,以期弥补相关的研究空白。本次研究选取了2个线粒体基因(COI、16S r RNA),一个核基因28S r RNA以及57个形态学性状来对6超族15族31属36种和10个外群物种进行联合分析。采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)构建蚁甲亚科下各超族系统发育树;选取化石来对分支节点年代进行校正,估算蚁甲亚科各主要支系的分歧时间;利用R语言Bio Geo BEARS包对蚁甲亚科起源及演化的历史生物地理进行重建。主要结论如下:1.基于分子数据构建的ML以及BI系统发育树得到了大致相同的拓扑结构,即蚁甲亚科分为两大支系,其中长腹蚁甲超族为单系群,且与剩余5个超族互为姐妹群;剩余5个超族中,蚁甲超族、隆背蚁甲超族和平背蚁甲超族均为多系群;寡节蚁甲超族和毛唇蚁甲超族为单系群。基于形态学性状进行的独立支序分析表明蚁甲超族为并系群,其余超族系统发育关系与分子研究结果基本一致。分子数据与形态学性状联合构建系统发育树的结果与分子研究结果基本一致。2.毛唇蚁甲超族起源于白垩纪中晚期(大约107 Ma)的欧亚大陆;寡节蚁甲超族祖先大约起源于白垩纪晚期(大约85 Ma)的欧亚大陆。3.蚁甲亚科祖先可能起源于欧亚大陆,在古近纪时期有1次从欧亚大陆向非洲大陆的扩散事件;在白垩纪和古近纪早期有2次从北美向南美洲的扩散事件;在侏罗纪晚期、白垩纪以及古近纪晚期共有7次从欧亚大陆向北美洲的扩散事件;在白垩纪、古近纪以和新近纪早期有5次从欧亚大陆向澳洲的扩散事件,最终形成了现今的分布格局。
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