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中国林科院森环森保所建立始叶蜂科化石新科,揭示叶蜂总科早期演化

💡这项突破是什么?

图 综合叶蜂总科系统发育、化石记录分布与植物物种多样性的时序图


森环森保所生物标本馆团队建立了叶蜂总科一新科——始叶蜂科(Eotenthredinidae),并通过系统发育分析,重建了叶蜂总科的自然历史,探讨了与植物的协同演化历程。该研究成果以《白垩纪一新科揭示叶蜂总科(膜翅目)的早期演化历史》(A new Cretaceous family illuminates the early evolutionary history of True Sawflies (Hymenoptera: Tenthredinoidea))为题,于2026年8月发表在国际学术期刊《Cladistics》(一区Top)。

白垩纪时期,陆地生态系统经历了一场深刻变革。被子植物的兴起和快速辐射,不仅重塑了全球植被面貌,也为昆虫的演化创造了新的生态机遇。昆虫如何响应这一植物类群的崛起,始终是古生物学与演化生物学关注的核心问题之一。膜翅目叶蜂总科(Tenthredinoidea)为探讨该问题提供了理想的研究对象。该总科拥有逾7000个现生物种,是广腰亚目(Symphyta)中最为繁盛的演化支系。其幼虫多以取食植物为主、部分成虫则参与传粉,因此被认为在演化上与被子植物的辐射密切关联。目前已知的中生代叶蜂化石绝大多数归属于干群,即短鞭叶蜂科(Xyelotomidae);而新生代叶蜂化石尽管数量丰富,却全部来自冠群。这两类化石在形态上差异显著,且中间过渡类型的缺失,使得冠群的起源与早期演化脉络难以追溯。

研究团队在辽宁西部热河生物群义县组(约1.25亿年前)地层中发现了一批保存精美的化石标本,并据此建立了叶蜂总科下的一个新科——始叶蜂科(Eotenthredinidae),其中包括中华始叶蜂(Eotenthredo sinensis)和大始叶蜂(Eotenthredo magna)两个新种。这一发现代表了迄今已知最古老的冠群叶蜂化石记录。

始叶蜂科在形态特征上呈现典型的镶嵌演化模式:既保留了触角第一鞭节约为第二节的三倍长、中胸拟腹板沟未延伸至侧板前缘便已汇合等原始特征,又具有粗细均匀的触角鞭节、横脉状的前翅Sc脉以及退化的1-Rs脉等衍征。其中,最关键的形态转变在于中胸前盾片极度延长,其长度超过中胸背板全长的一半。中胸结构比例的量化分析表明,在该结构上始叶蜂科与冠群叶蜂更为接近,明显有别于干群以及其他原始膜翅目类群(如长节叶蜂科Xyelidae、扁叶蜂科Pamphiliidae)。

系统发育分析进一步确认,在冠群叶蜂中,四节叶蜂科(Blasticotomidae)最早分化;始叶蜂科(Eotenthredinidae)随后分出,并与其余冠群叶蜂构成姐妹群,位于冠群内的基干位置;而绝灭的短鞭叶蜂科(Xyelotomidae)则被证明为并系群。

始叶蜂科的发现,不仅将冠群叶蜂的确凿化石记录明确锚定于白垩纪早期,还系统记录了早期冠群叶蜂关键形态性状的演化历程。这一发现深化了我们对叶蜂总科宏观演化框架及其与植物协同演化关系的认识,尤其有助于理解叶蜂总科在被子植物崛起这一重大生态转变中所作出的演化响应。

森环森保所联合培养博士生庄佳亮为论文第一作者,王梅副研究员与首都师范大学生命科学学院任东教授为论文共同通讯作者;丹麦哥本哈根大学国家自然历史博物馆Lars Vilhelmsen教授,首都师范大学冯旗博士、史宗冈客座教授,牛津大学自然历史博物馆Corentin Jouault博士共同参与了该研究。(王梅/森环森保所)