交汇点讯 10月13日，国际学术期刊《美国国家科学院院刊》在线发表一篇论文。中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳团队，联合南京师范大学周长发团队，正式给出“古翅类难题”的最新答案。论文第一作者、南京古生物所博士生王业浩告诉记者，“我们拿基因组和化石两把‘尺子’一起量，终于把蜉蝣、蜻蜓和能折翅膀的新翅类之间的家谱画清楚了。”
“古翅类难题”听着拗口，说的是：昆虫飞上天空后，最早分出来的几支到底谁跟谁更近。全球已命名的昆虫超过100万种，会飞是它们称霸陆地的关键。可蜉蝣目、蜻蜓目和能将翅膀折起来盖在背上的新翅类，这三类谁跟谁更近，昆虫学家吵了一百多年，先后提出三种假说，谁也说服不了谁。王业浩说，“这道题写进教科书，却一直没有标准答案。”
这次研究，团队首次新测定我国16种蜉蝣的全基因组，又整合一百余种昆虫的组学数据。“以前蜉蝣的数据太少，相当于家谱里缺了一大截人。”王业浩说，他们构建了两套超大矩阵、九种演化模型，共推出18棵系统发育树，其中17棵都指向同一结果：蜉蝣和蜻蜓互为姐妹群，它俩合起来叫“古翅类”，才是新翅类的旁支亲戚。换句话说，蜻蜓和蜉蝣才是“亲兄弟”。
为什么前人没算出来？团队发现，在有翅昆虫快速分化的那段“历史湍流”里，不完全谱系分选加上基因树本身的估计误差，让大约四成的基因树和真正的物种树对不上。“每个基因都在讲自己的故事，故事还互相打架。”王业浩打了个比方，“不是数据不够，是得先搞明白这些基因为什么会吵架。”他们又用数据模拟反复验证，才把这场“吵架”的机制说清楚。
结合13个化石校准点，分子钟把有翅昆虫的起飞时间，推到了距今约四亿年的早泥盆世。也就是说，昆虫是地球上最早飞上蓝天的动物，比翼龙和鸟类早了几百万年。研究还确认，昆虫的翅膀只演化过一次。后来新翅类长出一片可旋转的腋片，能把翅膀折起来盖在背上，这才有了石炭纪以后的大爆发；蜉蝣和蜻蜓则保留翅膀不能折的老样子，各自练出滑翔和高速捕食的本事。
“翅膀能不能折，不是谁更高级，而是两条不同的演化路线。”王业浩说，他和共同第一作者、南京师大杜诗雨博士后前后花了好几年，光蜉蝣标本就攒下来自五大洲40个科的材料。据介绍，该论文得到国家重点研发计划、国家自然科学基金资助。
新华日报·交汇点记者 张宣
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