尝试阐明昆虫生活树的主要分支

被称为半翅目的昆虫并不是一个特别迷人的群体。这个群体包括臭虫、臭虫、垃圾虫、介壳虫和蚜虫。它们的近亲是蓟马、树皮虱和寄生虱。然而，由于物种众多，其中三分之二仍为科学界所未知，这些昆虫共同构成了生命之树最奇特的分支之一。

发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究收集了大量关于这些昆虫的分子数据，并利用这些信息帮助梳理它们的家族关系和进化史。研究人员表示，这些发现以及现在公布的数据将有助于未来对地球上一些最丰富、经济上最重要的昆虫的研究。

“这个群体中有12万个已知物种，可能是实际物种的三分之一，”伊利诺伊州自然历史调查的昆虫学家克里斯托弗迪特里希说，他和INHS鸟类学家凯文约翰逊一起领导了这项研究。“从这个角度来看，这超过了所有脊椎动物的总和。这是一个多元化的群体。它们覆盖了整个星球。它们遍布每一个栖息地。”

迪特里希说，这些昆虫中的许多以植物和动物为食，可以被视为害虫。但它们也为鸟类、食虫哺乳动物、爬行动物、两栖动物和其他食肉昆虫提供食物。

“其中许多构成了食物链的第一环，将植物材料转化为其他动物的蛋白质，”他说。

在这个群体中，许多人，如蚜虫和稻飞虱，折磨着庄稼；迪特里希说，其他人，如体虱和一些刺客臭虫，也会传播疾病。

为了阐明这些昆虫的家族关系和历史，研究人员分析了近2400种以信使核糖核酸形式表达的蛋白质编码基因，以及由此产生的氨基酸序列。这是中国、欧洲、和美国伙伴的巨大努力。

“我们希望使用更新的测序技术来解决所有这些主要类型的半翅目昆虫是如何相互关联的，”约翰逊说。"这可能是最大的昆虫数据集之一."

这一努力产生了几个重要的发现。研究人员说，最有趣的一个与这个群体的一些成员的特殊口器的发展有关。

迪特里希说：“最早和最原始的昆虫只有一对咀嚼颚，就像蚂蚁一样。”“但一些团体已经走向了另一个方向。”

对于那些人来说，下颌骨逐渐演变成一个强大的小管，可以刺穿东西，吸出汁液。迪特里希说：“这是喂养策略的重大改变。“到目前为止，所有的昆虫都只是在咀嚼。”

该团队的分子差异估计表明，刺穿和吮吸口器的进化可能发生在3.5亿多年前。类似的口器在寄生虱子和其他有特征的昆虫(如蚊子)中独立进化。

迪特里希说：“根据化石记录，这个类群在2亿年前，即从3亿年前到2.5亿年前，成为二叠纪地球上的主要昆虫类群。“但在二叠纪末期，它们遭遇了大灭绝，这比几亿年后杀死恐龙的恐龙还要惨。”

最终，半翅目，以及代表蓟马和虱子的目，被另一组昆虫所掩盖，而全息元虫经历了完全的蜕变，甚至更加多样化。全息元包括蝴蝶、飞蛾、蚂蚁、蜜蜂、苍蝇和甲虫。

研究人员表示，虽然其他昆虫种群的遗传研究更有力量，但新的分析还没有完全解决包括树皮虱和寄生虱在内的顺序与半翅目和蓟马之间的关系，它们可能属于同一个超序列。但这项研究为未来的工作奠定了基础，并更好地理解了一些吸引力较低但生态上必需的昆虫是如何进化的。

INHS是伊利诺伊大学香槟分校草原研究所的一个部门。

美国国家科学基金会支持这项研究。

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