中国新蝎蛉属系统发育分析和喜马拉雅—横断山脉区系研究(长翅目:蝎蛉科)

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新蝎蛉属Neopanorpa van der Weele是蝎蛉科Panorpidae(长翅目Mecoptera)第二大属,局限分布于东洋区。新蝎蛉属成虫翅窄长,背中突发达,唾液腺退化,雄虫交配时没有献礼行为,幼虫营地下生活。新蝎蛉属迄今为止全世界已知有169种,中国是新蝎蛉种类最丰富的地区,共记载有96种。然而我国新蝎蛉属的分类工作十分缺乏,而且存在很多问题。首先新蝎蛉属属征模糊,无法有效与蝎蛉科的其他属进行区分,急需对属间划分标准进行修订,明确其属征。另外新蝎蛉属不同区系种类之间形态差异显著,需要进一步的种团划分。种团的划分需要系统发育分析的支持,然而新蝎蛉属的系统发育研究极少,涉及的种类也很少。我国新蝎蛉属系统发育分析目前仍是空白,较为全面的系统发育分析亟需进行。本研究首次基于成虫的外部形态特征,对新蝎蛉属Neopanorpa进行较为全面的系统发育分析。研究共选取成虫外部特征84个,以无翅蝎蛉科Apteropanorpidae、拟蝎蛉科Panorpodidae和蝎蛉科Panorpidae作为外群,世界范围内61种新蝎蛉Neopanorpa作为内群,构建最大简约树进行系统发育分析。另外,本研究首次基于2个核基因28S rRNA与EF-1α和2个线粒体基因COII和Cytb基因对中国新蝎蛉属进行分子系统发育分析,探究新蝎蛉属内部亲缘关系,为进一步的种团划分提供依据。研究以中国境内74种新蝎蛉属昆虫Neopanorpa作为内群,以7种蝎蛉属昆虫Panorpa和2种拟蝎蛉Panorpodes为外群。研究新获得蝎蛉科新蝎蛉属62种共159条序列,其中包括67条28S rRNA、42条COII、44条Cytb和6条EF-1α。研究分别利用贝叶斯法和最大似然法构建基于单基因的系统发育树。基于形态的系统发育分析结果显示新蝎蛉属Neopanorpa是并系群。印度南部区系的新蝎蛉种类单独形成一支,与蝎蛉科Panorpidae(除长腹蝎蛉属Leptopanorpa外)其他属形成姊妹群关系,且形态上与其他区系新蝎蛉有显著差异,因此建议将印度南部的种类移出新蝎蛉属,移入蝎蛉属或单独建立一属。除印度南部的种类外,新蝎蛉属Neopanorpa的其余种类聚为一支并系群,长腹蝎蛉属Leptopanorpa位于其中,系统发育树中长腹蝎蛉L.cingulata Enderlein,1921与净翅新蝎蛉N.puripennis Chou&Wang,1988是姊妹群。基于4种靶标基因的分子系统发育树与基于形态的系统发育树结果较为相似。因为暂无长腹蝎蛉属Leptopanorpa的分子数据,新蝎蛉属Neopanorpa在分子系统发育树中为单系群。形态和分子系统发育分析结果均显示契氏新蝎蛉N.chillcotti和剩余新蝎蛉种类形成姊妹群关系。并且该种与其他新蝎蛉形态差异较大,分歧时间较早,建议将其提升为亚属。结合分子与形态系统发育分析,本研究对新蝎蛉属Neopanorpa进行了种团的划分。中国新蝎蛉属内部主要分为5大支系,分别是秦岭支系、华东支系、滇北支系、华南支系和西南支系。支系中形态和分子数据支持度高的分支被划分为种团,共有9个种团。分别是路氏种团N.lui group(3种),网翅种团N.caveata group(7种),莽山种团N.mangshanensis group(2种),长杆种团N.longistipitata group(2种),布里斯种团N.brisi group(3种),尼尔森种团N.nielseni group(6种),长毛种团N.longisetus group(4种),黑尾种团N.nigrocauda group(5种)和黑斑种团N.nigromacula group(6种)。本研究明确了新蝎蛉属的属征,对之前不合理的划分依据进行了修正。新蝎蛉属与蝎蛉科其他属(除长腹蝎蛉属外)属间划分依据修订为:前翅翅基部臀脉间的横脉数目2条的是新蝎蛉属,大于2条的是其他属。新蝎蛉属属征总结如下:翅基部窄,3A极短,1A和2A之间横脉数目为1条;雄虫腹部短于翅或略长于翅;下板基柄基部较宽,向尾部延伸长度超过生殖基节总长的1/3;生殖刺突基齿无明显分支;阳茎中腹瓣大,刀片状,向腹面突出;背瓣小而钝,腹面观时背瓣往往被大的腹瓣所掩盖;阳基侧突基柄向尾部延伸分为腹分支和背分支,背分支膨大形成侧突起和背突起;侧突起发达,阔长;背突起较发达;雌性下生殖板端部具凹陷;雌性生殖板主板不发达,不超过总长的1/2,后臂发达,长度超过总长的1/3,中轴基部通常不伸出主板或伸出很短距离。本文还记述了喜马拉雅-横断山脉的新蝎蛉属区系共39种,其中包括新种21个,新纪录2个,修订1个同物异名,丰富了中国新蝎蛉属的多样性。中国新蝎蛉属种类从94种增加到116种。记述的21个新种分别是双钩新蝎蛉N.bihamatus,双环新蝎蛉N.biorbiculata,点苍山新蝎蛉N.diancangshanensis,分歧新蝎蛉N.discors,涪陵新蝎蛉N.fulingensis,细枝新蝎蛉N.leptoclada,长瓣新蝎蛉N.longihypovalva,长毛新蝎蛉N.longisetus,长杆新蝎蛉N.longistipitata,巨突新蝎蛉N.magnatitilana,黑尾新蝎蛉N.nigrocauda,黑斑新蝎蛉N.nigromacula,黑痣新蝎蛉N.nigrostigma,斜带新蝎蛉N.obliquifascia,粗新蝎蛉N.robusta,红痣新蝎蛉N.rufostigma,半圆新蝎蛉N.semiorbiculata,具毛新蝎蛉N.setigera Wang&Hua,2018(已发表),棠梨山新蝎蛉N.tanglishanensis,染翅新蝎蛉N.tincta,三角新蝎蛉N.triangulata spp.nov.其中涪陵新蝎蛉和长毛新蝎蛉分布于重庆,具毛新蝎蛉分布于四川。其余种类分布于云南。契氏新蝎蛉N.chillcotti Byers,1971(已发表)首次在中国报道,模式产地在尼泊尔。刀状新蝎蛉N.spatulata Byers,1965 rec.nov.为中国新纪录,模式产地为泰国。首次报道了尼尔森新蝎蛉N.nielseni Byers,1965的雌虫。对半新蝎蛉N.dimidiata Navás,1930被认为是布里斯新蝎蛉N.brisi(Navás,1930)的异名。
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