无翅昆虫与拔了毛的鸡
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無翅昆蟲與拔了毛的雞
原著Richard H. Thomas2003, Wingless Insects and Plucked Chickens.
SCIENCE 299 ( 21):
悠遊於學術之林,對學生發表演說,據說曾對人給了一個定義,人是1. 柏拉圖
無毛,雙足(featherless, biped)的動物,當時其對手Diogenes烤了一隻雞,露
出雙足掛在牆上,對我們這些有志於研究節肢動物親緣關係的人而言,應能
體會柏拉圖的感覺。
2. 節肢動物獨占自世界鰲頭,至少在多細胞動物領域中是如此,也許我們自認
瞭解其演化關係的基本架構,但不幸的是,我們並不瞭解。最近一次專家們
聚會,討論節肢動物的親緣關係已是1996年,距今7年,的事,明顯地並無
共識(consensus)。當時起,保險的說法是,大家接受節肢動物為單源群
(monophyletic group),也就是說,其近祖(last common ancestor)是我們可認同
為節肢動物的東西,在此前提下,最重要的爭論點仍在延伸出來的4個主要
類群內或類群間演化關係的角力,這4個類群是,(1)鋏角類Chelicerates,包
括蜘蛛(spider)、蟎蜱(mites)及蠍子(scorpions)。(2)多足類,百足綱(centipedes)、
千足綱(milipedes)及其他更模糊的類群。(3)甲殼類(Crustaceans),包括蝦
(lobsters)、蟹(crabs)及藤壺(barnacles)。(4)六足綱,包括昆蟲( insects)及六足
無翅的一群(the six-legged wingless groups),例如跳蟲(collembolans)及原尾蟲
(proturans)可能是昆蟲綱的基部分枝,譯註,即昆蟲綱之無翅亞綱
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(Apterygota),。少數論點之一是,一般相信,同意,六足綱是單源性的,也
就是說他們的起源是由單一共同的六足祖先一次演化而來。現在進入這一共
識的小小叢林,魔法師(wander)Nardi及其同事(2)將其結果發表在本期
(Science, vol.299)1887頁。在一片和諧的氣氛中,他們正緩緩丟進一隻脫光毛
的雞。
他們的粒線體系列基因的數據強烈支持彈尾目應與其他六足綱分開,主
要基於幾種甲殼類的中間種(intervening species)(圖 )。這也支持另一種說
法,現今陸生六足綱是經過至少兩次獨立的陸侵造成的,所有六足綱的成員
可能是得自趨同的結果。
3. 彈尾目是非常普遍的原始的土棲節肢動物,經常被稱為跳蟲,因為其腹部具
獨特的附器,使其能跳起比自身高好幾倍的高度,著實令奧運撐竿跳選手
(Olympic pole vaulter)羨慕。
彈尾目是歷史悠久的一群,最早發現在蘇格蘭附近的下泥盆紀(lower
Devonian)約395百萬年前(395myr),如今在德國發現其實他們同一時期發現
有海洋六足綱相伴。
4. Nardi等人已分析2種彈尾目和總尾目,衣魚,的基因體系列,衣魚是
Zygentoma的成員,Zygentoma普遍被認為是有翅昆蟲(winged insects)的最近
親,該文作者們以13個蛋白轉碼(譯)基因中的每一個,和其他系列已被完全
分析的節肢動物的粒線體基因序列(aligned)。找出他們親緣樹的根,他們也
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分析其他一些外群(out groups)的粒線體基因序列的數據,參與親緣關係分析的分類群總數達35個。
數據系統偏差的效應發生5. 他們的初步分析很有意思,因為它證實了使用發現
在可信賴的關係樹,最不可思議的結果是在這個概念天真的分析,強烈支持兩群昆蟲(蜜蜂和蝨)與兩種鋏角類的壁蝨(ticks)為一群。
檢查的數據結果證實,至少部份理由證實此為明顯的anomaly,在粒線體DNA系列中比例高的A+T組成的趨同現象(convergent)。另一個系統偏差可能來自親緣專一性的演化速率(rates of evolution)的差異—也就是說,快速演變的親緣(lines)可能人為的(artifactually)歸群,這就是所謂的”長枝吸引現象”,按,西瓜效應,。
6. Nardi及其同事們修(飾)正(mitigate)這個偏差效應,採用的方法是遷就數據去除(winnowing)某些不親合(not compatible)的分類群,它們是因為鹽基組成(base composition)不親合,以及相對演化速率和測驗六足綱為單源群的假說之目標分類群彈尾目及衣魚不親合。
Nardi等人因此損失了半數以上的分類群,只留下15個,但他們由剩餘的數據中移除了偏差,現在他們發現強烈的證據証明六足綱與甲殼綱之間的聯結。這件事本身是節肢動物親緣關係研究中另一主要contention。許多年來,多足類(Myriapods)一直被認為是六足綱的最近親戚,但最近,更多的數據來自分子生物與發育生物學支持六足綱與甲殼綱的近親關係。這個歸群在過去
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有其支持者(proponents),一百年前我(Richard H. Thomas)服務機構有名的大
英自然史博物館(British Museum(Natural History))前館長—就曾將六足綱與甲
殼綱放在一起。Nardi等人的發現及近來的成果迫使我們注意來自各方面的數
據。
7. Nardi及其同事的最後分析,很保守且強烈的支持彈尾目和昆蟲分離,因為兩
種甲殼類的殘餘種(remaining species),見圖一,。許多甲殼類專家不會完全被
這些數據說服。系統分類學(systematics)是另一個非常有爭議的(contentious)
的領域,所以我們可以預計有些批評如,種數目太少(small number of
species),單一數據類型,分子生物數據,及其分析方法。但是至少,這些數
據突顯出(spur)收集更多種的系列數據,及重新評估形態學工作兩件事的必要
性。無論如何,這一成果將帶給我們更具體的了解到六足類動物如何拓殖
(colonized)並且接收(took over)了陸生世界。
後記
科學之蟲 Insect in Science
若有人說SCI才是學術發表追求的目標,那麼Science及Nature是科學家發表的目標,能在Science發表才稱得上「科學之人」,其成就稱「科學中之科學」。然而被發表在Science的昆蟲應該是什麼呢,應該可以稱科學之蟲(Insects in Science)。(,發動同學找出曾在Science上發表的昆蟲之文章,分析探討哪些類群,其百分比。哪些領域,其領域間的合作方法如何,…etc.)
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