中国中生代脉翅目昆虫系统分类及其与植物相互作用

In the Mesozoic Era, neuropterans exhibited the distinctive species richness and morphological diversity, and evolved into numerous specialized lineages of this epoch which showed conspicuous discrepancies on morphology, structure and function with the extant groups. However, the diversification mechanism and evolutionary history of Neuroptera in the Mesozoic are still not clear. In this research project, we will conduct the comprehensive study of the Mesozoic Neuroptera, based on the abundant fossil resource from China in the Mesozoic Era. It would be focused on the following scopes: 1) Investigate the species diversity and distributed pattern of the Mesozoic Neuroptera from China; 2) Study the function of the important morphological attributes (e.g. mouthparts, wing spot, venation and leg…) fully based on the preserved biological information on the fossil, explore the biological and behavioral features of the Mesozoic neuropterans incorporating the data of the assoicating plants and environments, expose the potential interrelationships between neuropterans and plants, and reconstruct the roles of Neuroptera in the Mesozoic ecosystems; 3) Infer the origin, historical evolution, and dispersal of the neuropterans to explore the diversification mechanism according to the results of the phylogenetic and biogeographical studies. It is hoped that this research would provide the significant insights on studying the responses of organisms to the key ecological transition in the geologic times.

中生代时期脉翅目昆虫出现了典型的多样性辐射，形成了大量特有类群，较现代种群表现出显著的形态、结构以及功能差异，但是脉翅目昆虫在中生代时期的形成分化机制以及演化历史尚不明确。 本项目利用我国丰富的中生代昆虫化石资源，对脉翅目昆虫进行全面系统研究：1）查明我国中生代脉翅目类群的组成、时空分布规律；2）对脉翅目昆虫的重要形态特征（如口器、翅斑、翅脉、足等）进行功能形态研究，充分挖掘化石保留的生物学信息，结合现生类群以及伴生古植物、古环境特点对其生物学、行为学等进行推断，揭示脉翅目昆虫与植物间的相互作用关系，重现脉翅目昆虫在中生代生态系统中的作用；3）结合现生类群进行系统发育以及生物地理学研究，探讨脉翅目昆虫起源、演化以及历史扩散等问题，推断其多样性分化机制，为研究地质历史时期上生态环境变迁与生物的响应提供重要的参考证据。

本研究对中生代脉翅目昆虫化石进行了系统收集和整理，共收集中生代脉翅目昆虫印痕化石6000余件，琥珀标本1000余件，涉及脉翅目16科，极大提升了对中生代脉翅目昆虫多样性的理解。此外，四年内采集现生脉翅目标本1000余号，系统的标本收集和整理工作为进一步的研究工作奠定了良好的材料基础。依托项目支持，首次基于系统发育分析重建了丽蛉科昆虫演化；对中生代蛾蛉类昆虫进行了整理和研究，澄清了蛾蛉、美蛉以及山蛉之间的关系；对丽翼蛉系统分类地位进行了重新研究，建立了新科-丽翼蛉科；开展了中生代蝶蛉类昆虫的系统分类研究，并基于口器结构的分析对相关类群的系统位置进行了探讨；对中生代鳞蛉类昆虫进行了系统研究，并对该类群的外生殖器结构进行了系统分析，提出翅脉+生殖器的新分类依据；在化石昆虫研究的基础上，开展了重要现生昆虫类群的研究，完成异溪蛉、斑溪蛉等现生类群系统修订工作，并基于形态和分子证据重建了溪蛉科系统发育关系。功能形态研究方面，对丽蛉科昆虫的口器结构进行了深入研究，基于功能形态分析提出其与鳞翅目昆虫可能存在跨时间的“趋同进化”。项目的研究工作取得了一系列有特色和代表性的成果，建立新科1个，新亚科3个，新属10个，新种25个，正式发表相关论文14篇（SCI源论文13篇）。项目预定目标顺利完成，而脉翅目昆虫化石研究工作远远没有结束，源源不断的新材料有待于进一步研究和挖掘。