浅谈进化生物学研究热点

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1、浅谈进化牛物学研究热点—蜗虫学研究现状摘要：蛛虫由于本身具有的一些特性，如周期性的孤雌生殖、多样的生活史、卵生或卵胎生、多样化的虫瘦、行为分化等特征，成为众多昆虫学家和进化生物学家研究的对象，以呀虫为研究模型可以解决很多重大的生物学问题。综合最新的研究成果，本文从妍虫系统学、蛛虫与寄主植物的关系、蛭虫生物地理学和多样性、蛛虫生物学和生态学、蛛虫行为学、蛛虫与内共生菌关系以及妍虫功能基因组学等方面综述了妍虫学的研究进展，并指出了螃虫学研究中的热点。关键词：妍虫；蛛虫学；研究现状；发展趋势进化生物学(wo/MMsybS/ogy)是研究生物进化过程和生物群落特征的综合学科，包括生态学、行为学和

2、分类学等。进化生物学是生物学最基本的理论之一，由查尔斯•达尔文提出的进化论。他第一次提出自然选择是进化的一个机制。进化主物学，包括进化遗传学、进化基因组学(slutioiudgezmics),进化论是实验生物学的理论依据，基于系统论的生物系统泛进化论建立系统生物学的理论基础，遗传学与基因组研究是进化生物学的方法体系，尤其是系统遗传学开创了对基因组自组织进化与生物体发育自组织化及其相互关系的细胞发生系统动力学研究，为进化生物学的发展开拓了新的途径。酚总科(Aphidoidea)隶屈于昆虫纲半翅目(Hemiptera)o虫芳虫类是半翅目昆虫中一个较大的类群，世界已知种类4700余种，中国!I

3、!牙虫类资源丰富，已知种类1000余种。虫牙虫刺吸植物的韧皮部，吸食植物汁液；具冇周期性的孤雌生殖(孤雌世代和有性世代交替)、复杂多样的生活史、卵生或卵胎生等特征。由于虫芳虫类木身的一些特性，使其成为众多昆虫学家和进化生物学家研究的对象，蜗虫学也成为异常活跃的研究领域。首先，一些酚虫种类是重要的农林业害虫，如棉(Aphisgossypii)、桃虫牙(Myzuspersiccie(Sulzer丿)、桔二叉虫牙(Toxopteraaurantii(BoyerdeFonscolombe))等常造成严重危害，苹果绵酚和葡萄根瘤酚则为重要的检疫害虫。。其次，虫牙虫一些有趣的现彖，比如复杂多样的主活

4、史、多样化的虫瘻、行为的分化等，值得深入研究。另外，酚虫是解决一些重大生物学问题极好的研究模型，如呀虫同一生活周期中有性和孤雌生殖方式转换机理的研究有助于解决冇性生殖方式的进化和相关基因的表达调控等重大科学问题，虫牙虫3寄主植物关系模型和虫牙虫3内共牛菌模型则可用于协同进化研究。酚虫学研究涵盖范围很广,不同分支领域研究水平不一，对不同科学问题的研究也涉及了多样的研究方法。1.妍虫系统学虫牙虫系统学(Aphidsys忆matics)研究包括两方面的研究内容，一是!Kf虫分类和鉴定；二是酚虫各类群系统发育关系。1.1妍虫分类学传统分类仍然是R而最常用的虫牙虫分类方法，应用的形态学性状主要为虫

5、牙虫的表型特征，还包括细胞学特征如染色体特征、超微结构特征等。在传统分类的基础上，建立了较为成熟的酚虫高级阶元分类系统，随着最近几年DNA条形码被用于物种分类，酚虫学家也倡导将其作为新的“性状"用于蚪虫分类学研究，以鉴定形态学性状难以鉴别的物种，并精确、快速的对酚虫进行分类。1.2虫牙虫系统发育研究(1)虫牙虫分支系统学：在分类系统建立的基础上，许多酚虫分类学家基于形态特征对酚虫类高级阶元的系统发育关系进行了探讨，并提出了相应的系统发育关系假说。分支系统学由丁•其方法的客观性和科学性，在蚣虫系统发育研究屮也得到了比较广泛的应用。但虫牙虫分支系统学研究中存在几个问题。一是酚虫类曲于许多形态

6、特征退化导致可用于分类和系统发育分析的特征较少；二是在确定性状演化极向吋，由于研究者的主观性，不同的研究者可能得出不同的结果；三是分支系统学本身存在的问题，即不能体现出“时间”这个进化研究屮的重要因素，因此不能揭示酚虫系统发育关系在时间框架内的演化历史。（2）虫牙虫分子系统学：随着分子生物学技术在生物系统学研究小的应用，分子系统学很快发展为热门的研究领域，相应的技术和分析方法也在酚虫系统学研究屮得到广泛应用。利用分子系统学对酚虫类系统发育关系的研究，主要集中在对虫牙总科内高级阶元（亚科间）系统发育关系的探讨。基于形态特征的虫牙虫系统发育关系假说之间冇很大分歧，且分子系统发育关系假说与形态

7、系统发育关系假说之间也有差异，但分子系统学的发展仍为解决这些问题提供了机遇。合理解决酚虫类高级阶元系统发育关系仍是将来的重点和难点，应增加类群和取样量，并尝试采用更多分子标记进行联合分析。同时，为解决虫牙虫类其他的生物学问题，如虫瘗的演化、虫牙虫和寄主植物间协同进化关系、虫牙虫类分布格局的演化等，利用分子系统学方法在不同分类阶元（科、亚科、属、种、种群）水平上对酚虫系统发育关系的研究有待加强。1.虫牙虫与寄主植物的关系酚虫与寄主植物