基于形态测量学分析的中国蚁亚科系统发育研究

Morphometrics is a science of quantitative description, analysis, and explaination for object morphology and its variation. It can provide a powerful tool for biological taxonomy and phylogenetics. We can summarize morphological data from quantity and morphology using multivariable technology to study multi-dimensions with this tool. The method is now been extensive used in insects taxonomy and phylogeny, but rarely used on ant (Formicidae). This study is trying to use morphometric method in ant taxonomy based on more than 10000 specimens in our collection, as well as specimens in other collections and supplement collecting specimens. Compare the results with those of traditional morphological taxonomy and molecular systematics, to complete the phylogeny of Formicinae in China, and provide data for ant phylogeny in China and in the world.

形态测量学 (morphometrics) 是对物体形态及其变异的定量描述、分析及解释的科学，为生物分类及其系统发育学研究提供了有力的工具，使人们能够从数量和形态两个方面总结形态数据，用多变量技术来研究多维关系，近年来在昆虫分类学和系统发育研究中得到了广泛应用。但是，迄今还很少运用于蚁科昆虫分类学研究。本研究拟以本标本馆一万余号馆藏标本为基础，结合查看和借用国内相关馆藏标本，补充采集我国蚁亚科昆虫的标本量，运用形态测量学方法研究其系统发育关系。将研究结果与传统形态分类和近年来本课题组所进行的分子系统学研究的结果对比，进一步完善我国蚁亚科的系统发育关系，为我国和世界蚁科昆虫系统发育研究提供资料。

在对多地进行野外采集获得大量研究标本的基础上，对采集标本和标本室馆藏标本进行形态测量学研究。共获得蚁亚科Formicidae 20属113种的形态测量数据，对数据进行人工神经网络分析和高斯混合模型分析，确认物种鉴定的准确性。再进行相关因子分析，构建系统发育树，明确研究物种的系统发育关系。与此同时还进行了DNA条形码对比研究，相互认证。.完成了毛蚁族（包括毛蚁属Lasius 9 种、前结蚁属Prenolepis 4种、立毛蚁属Parachychina 1种、捷蚁属Anoplolepis 1种、拟毛蚁属Pseudolasius 9种、尼氏蚁属Nylanderia 12种）和斜结蚁族（包括刺结蚁属Lepisiota 1种、斜结蚁属Plagiolepis 1种）的形态测量学研究，构建系统发育树结果表明：毛蚁属、前结蚁属、捷蚁属和拟毛蚁属是单系群，捷蚁属与拟毛蚁属互为姐妹群。结果支持将暗立毛蚁归入尼氏蚁属，后眼尼氏蚁和全唇尼氏蚁归入立毛蚁属，罗斯尼刺结蚁归入斜结蚁属。罗斯尼刺结蚁Lepisiota rothneyi (Forel, 1894)原属斜结蚁属Plagiolepis，Santschi (1926)和Bolton (1995)将其转移到刺结蚁属Lepisiota，但是该种具有斜结蚁属的形态特征而不同于刺结蚁属的特征。我们的研究结果澄清了蚁科分类学上的一个有争议的问题。.此外还完成了弓背蚁族（包括弓背蚁属Camponotus 14种和多刺蚁属Polyrhachis 11种）的形态测量学和DNA条形码的对比研究，构建系统发育树结果表明：弓背蚁属14种、多刺蚁属11种能够独立聚成支，与形态分类的结果一致。.研究期间共发表学术论文10篇，其中SCI收录论文4篇；完成硕士学位论文4篇，另有2位硕士研究生将于2021年6月完成学位论文。以项目主要成果申报获得2019年度广西科学技术奖三等奖。项目研究完成了计划任务，达到了预期的研究目标。