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【NSII专题报道四】蜉蝣精细解剖专题华丽上线

 369蓝田书院 2020-04-02

十分重要却鲜为人知

一种原始昆虫

紫眼黑四节蜉  摄:王艳霞

揭秘蜉蝣

听过植物的精细解剖,见过动物的精细解剖吗?不要害怕,我们这里是唯美的蜉蝣精细解剖专题,通过彩色照片,标本照片,手绘图片等多种方式展示不同蜉蝣的不同器官,让您认识大自然精灵之蜉蝣!

写在前面

蜉蝣是一类十分重要却鲜为人知的原始昆虫,特征古老,分类地位独特:生活史包含卵、稚虫、亚成虫和成虫4个阶段,亚成虫和成虫都具翅能飞,这种独特的原变态发育过程在昆虫中绝无仅有。稚虫腹部前1-7节背板都可能生长着按节排列的、成对的、常见为扁平的片状鳃。这种类型的鳃只在蜉蝣中存在,它们可能与胸部的翅具有同样的起源。无论是稚虫还是亚成虫或成虫,蜉蝣身体的尾端都生长着2-3根较长的、分节的终尾丝(常长于体长),这在有翅昆虫中也十分罕见。蜉蝣亚成虫与成虫的翅在停歇时竖立,不能像其它新翅类一样将翅折叠覆盖于体背(图1)。

图1 尤氏拟亚非蜉Parafronurs youi生活史主要阶段

我国山川秀美、生境多样,蜉蝣物种丰富,并有许多独特本土种类。如目前已知祖征最多古丝蜉Siphluriscidae、种类最多的蜉蝣科Ephemeridae和河花蜉科Potamantidae、种属最多的新蜉科Neoephemeridae和越南蜉科Vietnamellidae等。它们为重建蜉蝣目的系统发育关系、了解蜉蝣的特征演化与生态适应性分化等起到了十分重要甚至关键性作用。目前我国已知23科,是科级分类单元最多的国家。

图2 杨氏禽基蜉Chankagenesia yangi稚虫头部  摄:罗娟艳

本专题基于已有研究,对中国常见的18科43属77种蜉蝣进行详细特征描述,同时辅以图片,通过图文结合的方式,对稚虫口器、鳃、成虫外生殖器、翅等重要分类依据进行归纳整合,旨在满足同行学者的分类鉴定需求。此外本项目还首次尝试对9科14属16种蜉蝣进行了消化系统的精细解剖,从更加微观的角度探寻蜉蝣科、属之间的区别和联系,为后续研究的开展提供新的思路。本专题呈现以下几大特点:

汇总了中国蜉蝣文献

01

文献是研究的基础,专题对蜉蝣研究的原始文章进行统一梳理、归纳和整合,共寻得文献约300篇,并将其中的153篇做成了电子文献,内部共享。

梳理了中国蜉蝣科级分类单元

02

随着我国蜉蝣研究的不断推进,新记录科、属不断增加。近年来也有不少重要发现,如在内蒙古和黑龙江采集到的长跗蜉科Metretopodidae是蜉蝣目的小科,全世界仅知3属8种;在海南霸王岭采集到蜉蝣科Ephemeridae伊蜉属Eatongenia,全世界仅知6种;在西南中国发现无爪蜉科Behningiidae,全世界仅知5种。以上科、属的相继发现,使得中国已知的蜉蝣种类增加到23科67属300余种,我国蜉蝣科级水平组成框架基本明确。

建立中国常见蜉蝣图库

03

专题对我国18科43属77种蜉蝣进行了详细的特征描述以及图片展示。具体为14科28属50种蜉蝣各阶段(卵、稚虫、亚成虫和成虫)的生活史照片,6科15属20种蜉蝣的卵的扫描电镜照片,17科37属44种蜉蝣的手绘图片,初步建立起了我国常见蜉蝣的特征图库,结合提供的各科、属、种的详细分类鉴别特征,在一定程度满足同行的科研分类需求。

图3 娇弱长跗蜉Ametropus fragilis手绘图 A.稚虫 B.前翅 C.后翅  D.雄外生殖器  供图:周长发

图4 哈氏短尾蜉Brachycercus harrisella手绘图  A.稚虫 B.前翅 C.雄外生殖器  供图:周长发

建立了50种蜉蝣的解剖数据库

04

专题对中国常见的14科28属50种蜉蝣进行成稚虫对应、解剖,将用于分类鉴定的重要部位如稚虫的口器、爪和鳃,雄成虫的外生殖器和翅等进行拍照处理,用以对比区分不同属种之间的特征差异,使分类研究更加系统。还首次尝试对9科14属16种蜉蝣进行了消化系统的精细解剖,从更加微观的角度探寻蜉蝣科、属之间的区别和联系,为后续研究的开展提供新的思路。

图5 扁蜉科似动蜉属红斑似动蜉(Cinygmina rubromaculata)消化系统 供图:张伟、马振兴、韩娜

积累了代表性蜉蝣生活史数据

05

在项目执行期间,通过室内饲养和野外观察结合的方式,共获取到8科16属21种蜉蝣的生活史数据。具体为:

写在最后

一个专题从提交项目概念,到任务书撰写、建设、验收、上网、测试,需要不同人员高效配合。中国蜉蝣分类与精细解剖专题梳理了我国常见蜉蝣的资料,以生动活泼的图片形式输出成果,希望这些资料能为后来的研究者鉴定基础,为公众提供有效的认知资料。期待更多人关注蜉蝣!目前此专题的图片库及相关文献已在NSII网页上线,欢迎大家点击查阅:http://www./2017/FineAnatomy.php

 

专题负责人:周长发

南京师范大学生命科学学院副院长、教授、博士生导师。主要从事昆虫纲蜉蝣目以及水生昆虫的系统学、进化理论的研究,在国内外发表相关学术论文50余篇,出版专著和教材9本。曾获2004年度“周尧昆虫分类学奖励基金”二等奖,2006年度南京师范大学“优秀博士后”,2008年度江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人。

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