近日，我院植保所高原昆蟲(chóng)生態(tài)團(tuán)隊(duì)一項(xiàng)研究成果“Geological events and climate change drive diversification and speciation of mute cicadas in eastern continental Asia”在進(jìn)化生物學(xué)權(quán)威期刊《Molecular Phylogenetics and Evolution》（中科院大區(qū)1區(qū)且TOP）發(fā)表。

蟬科昆蟲(chóng)在若蟲(chóng)期常年于地下?tīng)I(yíng)固定生活，成蟲(chóng)飛行能力弱，難以長(zhǎng)距離遷徙擴(kuò)散。對(duì)該類(lèi)昆蟲(chóng)進(jìn)行表型分化、遺傳分化和譜系地理研究，可解析生物進(jìn)化和譜系地理學(xué)研究中一些特殊難題。——啞蟬不能唱歌說(shuō)話，為了表達(dá)愛(ài)“她”，只能將自己肚皮拍的啪啪啪！可如果這種聲音信號(hào)也有分化（形成“方言”），誰(shuí)能聽(tīng)懂啊！

                                                    合啞蟬生物地理祖先位點(diǎn)重建及系統(tǒng)發(fā)育分析

該研究綜合采用形態(tài)學(xué)、生物聲學(xué)和分子生物學(xué)方法，對(duì)僅分布于東亞地區(qū)的合啞蟬 Karenia caelatata 進(jìn)行了研究。啞蟬屬 Karenia 是蟬科一個(gè)非常獨(dú)特的類(lèi)群，因缺失鼓膜發(fā)音器，不能像其他蟬科昆蟲(chóng)一樣發(fā)出嘹亮鳴聲，但可通過(guò)前翅前緣脈拍擊腹部第一節(jié)的鼓膜聽(tīng)器（“耳朵”），發(fā)出“啪-啪-啪-啪”的求偶聲。

該研究結(jié)果表明，合啞蟬具有較高遺傳分化水平，進(jìn)化形成了6個(gè)獨(dú)立譜系分支，各支系間的遺傳距離與地理距離顯著相關(guān)。在表型方面，不同種群的雄性成蟲(chóng)外部形態(tài)、求偶鳴聲結(jié)構(gòu)等發(fā)生明顯分化，尤以中國(guó)東南沿海地區(qū)的武夷山種群和西南地區(qū)的橫斷山諸種群分化最為顯著。

生態(tài)位建模、演化歷史分析、祖先位點(diǎn)重建和基因流分析表明，中國(guó)南部及周邊地區(qū)的地質(zhì)歷史事件與氣候動(dòng)蕩對(duì)合啞蟬的種群分化和地理分布具有重要影響。該物種在末次盛冰期的潛在分布范圍比當(dāng)前更廣泛，更新世的氣候變冷有助于這該物種的種群擴(kuò)增和分衍；西南造山運(yùn)動(dòng)和更新世氣候振蕩等因素共同推動(dòng)了該物種的遺傳分化和表型分化；盆地、平原和河流等是阻斷該山地物種種群基因交流的主要屏障；武夷山和橫斷山脈諸種群的求偶鳴聲其他種群差異顯著，應(yīng)是由于顯著的種群分化及相關(guān)種群對(duì)不同生境的環(huán)境壓力產(chǎn)生新的適應(yīng)所致。

基于線粒體基因與核基因數(shù)據(jù)的合啞蟬擴(kuò)散路徑分析

該研究為昆蟲(chóng)早期物種形成，尤其是地質(zhì)歷史事件和氣候變化等驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)生命周期物種的分化及異域物種形成研究，提供了重要信息，也促進(jìn)了我們對(duì)通過(guò)鳴聲進(jìn)行求偶的蟬科昆蟲(chóng)表型多樣化及其譜系地理形成有了更深了解。