蝴蝶炫彩华服如何起源演化？中国学者发现9900万年前化石证据

　　中新社北京8月23日电（记者孙自法）鳞翅目昆虫的蝴蝶与蛾子阳光下在草丛间翩翩起舞，它们翅上绚丽的五颜六色图案特别醒目。蝴蝶和蛾子这身炫彩华服是怎么来的？不仅引发普通人的好奇心，也是生物学家们长期关注和聚焦研究的一项课题。
　　蝴蝶和飞蛾翅上惊人的颜色和图案。（A）蜂鸟鹰蛾；（B）黑脉金斑蝶；（C）娜袖蝶；（D）猫头鹰蝶。首都师范大学供图
　　首都师范大学昆虫演化教育部创新团队最新研究发现保存在白垩纪中期（约9900万年前）缅甸琥珀中的兼翅总目昆虫化石，并建立兼翅总目昆虫演化的两个新属种。在此基础上，研究团队通过搜集整理大量长翅部昆虫的形态学数据进行系统发育分析，研究结果打破了以往教科书上及传统的认知，证实具有鳞片并不是鳞翅目的独有特征，而是飘翅目、鳞翅目和毛翅目的共有衍生特征。
　　这项帮助人们厘清蝴蝶与蛾子美翅起源演化之谜的重要研究成果论文，北京时间8月22日夜间，在《细胞》出版集团旗下专业学术期刊《当代生物学》以飞蛾和蝴蝶出现之前翅上鳞片的早期演化为题在线发表。
　　兼翅总目不同目的标本及鳞片。AC化蝶科；DF大圣飘蛾；GH小翅蛾科。首都师范大学供图
　　论文通讯作者、首都师范大学任东教授介绍说，鳞片广泛存在于各个类群的动物中，包括脊椎动物中的鱼类、蜥蜴及穿山甲等，以及无脊椎动物的多个昆虫类群，特别是蝴蝶和蛾子，其翅上和身体上都覆盖着密集的鳞片，鳞片的细微结构对光线造成折射和衍射，使得很多蝴蝶和蛾子的翅呈现惊人的图案和美丽的颜色，蝴蝶和蛾子组成的类群也因此被称为鳞翅目。鳞翅目的姐妹群毛翅目（俗称石蛾）的个别现生物种也具有鳞片，但这些物种大多为零散分布于毛翅目的衍生类群，更可能是独立演化而来。因此，鳞片此前通常被认为是鳞翅目的独有特征。
　　任东指出，近年来发现，鳞翅目和毛翅目的祖先类群，已经灭绝的飘翅目也具有鳞片，但其特征与现生鳞翅目和毛翅目的鳞片存在差异。这就存在一些问题：具有鳞片是否还是鳞翅目的独征？鳞翅目与飘翅目的鳞片是否具有演化上的延续性？如果是的话，原始的毛翅目是否也具有类似的鳞片？由于鳞片细微且具有拒水性而难以保存成化石，兼翅总目的鳞片的起源和早期演化的问题一直扑朔迷离。
　　本次研究中，研究团队发现两枚保存在约9900万年前白垩纪中期缅甸琥珀中的兼翅总目昆虫化石，根据其形态特征分别建立毛翅目一新科化蝶科，包含一新属种似竹化蝶石蛾，以及飘翅目飘蛾科下一新种大圣飘蛾。
　　论文第一作者、首都师范大学博士研究生王佳佳表示，化蝶科的鳞片具有和飘翅目的鳞片相似的形态结构，包括鳞片细长型、小而窄、纵脊的数量较少、缺乏横脊和斜脊组成的鱼骨状结构等。这些相似性暗示它们之间很可能具有演化上的关系。不过，要验证这一观点，必须确认这两个类群在兼翅总目演化历史上的位置。
　　兼翅总目系统演化的简化版，图示鳞片的关键特征在飘翅目，化蝶科和原始鳞翅目关键特征的变化。首都师范大学供图
　　她说，为此，研究团队进一步搜集整理大量长翅部昆虫的形态学数据，选择长翅部的14个化石类群和59现生类群，并使用174个形态特征进行系统发育分析。这也是学界首次将兼翅总目的化石类群加入系统发育分析，结果显示，飘翅目较鳞翅目和毛翅目更为原始，三者共同组成一单系群，化蝶石蛾科为最原始的毛翅目类群。结合鳞片形态的相似性和系统发育结果，此次研究确证化蝶石蛾科的鳞片传承自飘翅目，具有鳞片是飘翅目、鳞翅目和毛翅目的共有衍生特征。这一结果也打破了以往教科书上及传统的认知，证实具有鳞片并不是鳞翅目的独有特征。
　　研究团队总结认为，早在鳞翅目出现之前，原始鳞片就已经在基干的兼翅总目昆虫身上出现了，只是在两个类群后来的演化中，鳞片在毛翅目次生丢失，而鳞翅目的蛾子和蝴蝶在进化过程中鳞片则变得更加复杂，鳞片结构反光色结合色素色，也就构成它们如今一身惊艳的炫彩华服。（完）