中国黄隐翅虫族（鞘翅目：隐翅虫科）系统发育及几何形态学研究

Morphological variation has been suggested as an accelerator for speciation, and has been applied by taxonomist for specific identification. The tribe Xantholinini (Coleoptera: Staphylinidae) is a large rove beetle group which comprises 54 genera, 980 species (Herman, 2001), however the group is increased to 118 genera, 1598 species in just last 13yrs. Near half genera were erected by genital characters, e. g. asymmetrical parameres, spinulose internal sac et. al.. Whether it is reasonable to utilize the internal characters to erect new genus? The project aims to: 1) classical taxonomy on the tribe Xantholinini from China; 2) producing a phylogenetical tree based on biomolecular data (COI, Topoisomerase I, wingless, 28S, and 18S) and morphologies; 3) morphometric analysis of genital (three traits: paramere, internal sac and basal bulb) and non-genital characters (two traits: antennae, neck) to build morphological data matrix; 4) debating the relationship between genital and non-genital character, and relationship between traits and phylogenetic tree. The results contribute to better the understanding of the Chinese Xantholinini, explore more appropriate phylogenetic relationship, and assess the important value of diagnostic characters (the genital characters and non-genital characters) based on the phylogeny.

昆虫结构的多型性是促进物种多样性形成的重要因素之一，而分类学家常利用这种特征进行物种鉴定。在鞘翅目隐翅虫科黄隐翅虫族，Herman (2001) 统计该类群具54属980种，在短短十三年里，该类群扩大至118属1598种（笔者自己的数据库），而这些大量属种建立人为地依据生殖器特征（结构），例如：不对称的侧叶，带刺的内囊等等，前人这样的处理是否具有合理性？本项目预从以下四方面开展工作：1）中国黄隐翅虫族形态分类；2）基于分子和形态数据构建系统发育树；3）利用几何形态学的方法，选取两个非生殖性状（触角、后头）及三个生殖性状（侧叶、内囊、基球），建立形态数据矩阵；4）结合形态特征、数据矩阵及分子系统发育树，探讨关键特征之间及其与系统发育的关系。这些研究结果有助于摸清中国黄隐翅虫族的“家底”，重建合理的系统发育关系，论证生殖性状及非生殖性状是否经历相同的进化选择机制。

多食亚目隐翅虫科具有十分久远的进化历史，其现生的物种数量极为丰富，目前这个科具有32个亚科，且它的栖息环境十分多样。然而，我国这个类群的分类基底十分薄弱，一直是困扰生物多样性及相关研究的一个问题类群。传统的分类学研究主要依据成虫外部形态及地理分布信息来进行物种鉴定，然而对于庞大的隐翅虫数量来说，外部形态早已无法满足物种鉴定的需要。在有性生殖物种中，随着生物进化中性选择理论盛行，越来越多的研究同样开始关注两性交配中生殖器结构形态与变化及内部骨化的生殖器形态特征对于物种鉴定及进化的重要作用。本研究基于黄隐翅的分类学研究基础上，试图找到与生殖器骨化作用相互配合的膜质结构的形态及功能多样性，从而来验证生殖器的多样性很大程度上促进了黄隐翅虫物种的分化。通过三年来研究，我们主要的发现是中国黄隐翅的物种丰富度远远超过我们估计，其内部的生殖器结构的复杂度，精细度及与雌性生殖器配合度也是鲜为可见。经过大量的进外取样及室内研究分析，这些纷繁复杂的雄性生殖器内囊主要有5种不同的类型，本研究也是首次使用显微操作技术，展示隐翅虫内囊外翻的全形态，基于内囊全形态学研究，去探讨了内囊的多样性对于促进物种进化是具有十分重要的生物学意义。