研讨发明阳茎极端退步与内囊高度庞杂化 是甲虫物种分化与形状退化的特别机制

交配繁衍是绝年夜多半有性繁衍植物（不包含体外受精植物）可以历久生活与繁衍的前提，而在这些植物中，假如交配器官——阳茎退步或消逝，但又可以坚持交配繁衍的物种生物学功效，是经由历久不雅察研讨发明的一个互相对峙、又十分抵触的迷信成绩。这平生物学成绩的处理，有利于从全新的角度看法物种分化与生殖隔离的实质，懂得物种多样性构成与形状多样性退化的机制与形式，为经典的“锁钥实际”供给新的支撑。中国迷信院植物研讨所周红章研讨组选择黄隐翅虫(Xantholinini)为研讨对象，这是一类十分特别的虫豸类群，它们的阳茎有逐步退步、甚至其拔出端完整消逝的演变趋向。黄隐翅虫属于隐翅虫科(Staphylinidae，现已发明记载约60000种），是甲虫(Coleoptera)的一个主要分支，而甲虫是全世界物种数目最多、退化机制十分庞杂的虫豸门类。Sharp Muir (1912)的经典专着代表甲虫生殖器比拟形状学研讨一个时期，也吸引了浩瀚虫豸学家研讨甲虫的交配生殖，比拟有名的研讨如Sota Kubota (1998)对年夜步甲阳茎内囊的研讨；Crudgington Siva-Jothy (2000)和Dougherty Simmons (2017)发明豆象阳茎硬刺在交配中招致毁伤。该研讨组的这一研讨，是在历久不雅察隐翅虫阳茎构造的根底上，经过测量年夜量隐翅虫科及黄隐翅虫族物种的阳茎构造，树立阳茎形状构造变更的纪律。经过自行开辟的一种活体显微操作技巧，可以在天然活体形态下，不雅察和记载黄隐翅虫交配进程中阳茎内囊外翻与膨胀的全进程，从而可以停止隐翅虫生殖构造的无毁伤形状比拟研讨。研讨人员应用形状与分子综合证据，构建了黄隐翅虫族今朝最为完好的零碎发育树，将阳茎形状的多样性和退化联合起来，商量了以下四个迷信成绩：(1)黄隐翅虫族内囊形状是若何退化的；(2)内囊庞杂的膜质构造是若何外翻的；(3)庞杂的内囊能否可以在交配中替代阳茎端部构造的退步；(4)内囊哪些变异可以认定为退化中主要的自衍征（apomorphy）性状或许新构造。经过研讨，发明在黄隐翅虫阳茎退步的配景下，存在内囊极端分化与形状功效庞杂化的交配器退化趋向，研讨人员将其归结为五种分歧的代表类型。研讨人员对黄隐翅虫族99属456种的阳茎症结性状停止了测量，从而验证了他们的假定：阳茎中叶前端的极端退步与膜质内囊高度庞杂化出现正相干关系。最初，研讨人员联合比拟形状学研讨成果以及零碎发育剖析配景下的祖先形态重建，以为隐翅虫中存在的内囊螺旋式外翻是甲虫生殖器退化的一种新机制。该项研讨任务以“Evolution of a hyper-complex intromittent organ in rove beetles – the endophallus of Xantholinini (Staphylinidae， Coleoptera)为题于10月17日在线揭橥于《林奈学会植物学杂志》(Zoological Journal of the Linnean Society)上。植物所植物退化与零碎学重点试验室甲虫多样与分子退化研讨组的博士后周毓灵子为第一作者，她在本研讨组攻读博士学位时代就开端本项研讨，后又经由三年博士后在站研讨，随后获得国度博士后治理委员会博士后国际协作基金，出国到澳年夜利亚停止博士后国际协作交换。研讨员周红章和德国Jena年夜学传授Beutel为通信作者。该研讨获得国度天然迷信基金、国度博士后基金、中科院重点试验室项目等支撑。（100yiyao.com）