洞穴昆虫进化之谜：留尼汪岛长头蜡蝉科洞穴栖息行为的驱动因素解析

《Evolutionary Ecology》：Colonization patterns of epi- and endogenous habitats suggest extrinsic and intrinsic drivers to cavernicoly on Réunion island by Cixiidae (Hemiptera, Fulgoromorpha)

为探究留尼汪岛长头蜡蝉科（Cixiidae）昆虫洞穴栖息行为（cavernicoly）的进化及分类动态，研究人员开展了该科物种的系统发育分析。结果发现至少 5 - 7 次独立扩散事件，且内在遗传和外在生态因素共同驱动洞穴栖息行为。这为理解物种进化和适应提供重要依据1910。

　　留尼汪岛，这座位于印度洋上的火山岛，犹如一座神秘的生物进化舞台。岛上独特的火山地貌，不仅造就了多样的地表生态系统，还孕育出了丰富的地下洞穴环境。在这片神奇的土地上，长头蜡蝉科昆虫悄然演绎着它们的进化故事。长期以来，科学家们对这些昆虫的生态习性、进化历程充满好奇，却知之甚少。比如，它们如何在洞穴这种特殊环境中生存繁衍？又是什么因素促使它们选择洞穴栖息？这些问题吸引着众多科研人员的目光，也为本次研究提供了契机。

为了解开这些谜团，来自法国自然历史博物馆（Muséum national d’Histoire naturelle）、留尼汪大学（Université de La Réunion）等机构的研究人员，对留尼汪岛的长头蜡蝉科昆虫展开了深入研究。他们通过系统的调查和分析，试图揭示这些昆虫的进化奥秘。

研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面，他们不仅实地探索了多个不同年代的熔岩管，还收集了洞穴附近的地表样本。在分子生物学技术上，运用 DNA 提取、PCR 扩增和测序技术，获取了昆虫的基因序列信息；通过序列比对和系统发育分析，构建了长头蜡蝉科昆虫的系统发育树。

研究结果如下：

• 实地观察：在不同年代的熔岩管中，均发现了长头蜡蝉科昆虫的踪迹。例如，在 2004 年火山喷发形成的熔岩管中发现了 B. lalouettei 的幼虫和成虫，在 1960 年和 1800 年喷发形成的熔岩管中发现了 B. insularis 种群。在古老的 Caverne de la Tortue 洞穴中，再次采集到了 troglobiont 物种 B. briali23。
• 根系鉴定：对昆虫取食的根系进行测序分析，确定了部分根系的植物来源。如 Caverne Bateau 洞穴中的根样本 R2 来自桉树（Eucalyptus）；Caverne de la Tortue 洞穴中的根样本 R3 和 R4 属于豆科（Fabaceae）植物，可能是 Albizia lebbeck45。
• 数据集特征和系统发育分析：综合 3 个基因的数据集进行分析，结果显示长头蜡蝉科的系统发育拓扑结构与以往研究相符。研究发现了多个隐存种，Brixia 属是留尼汪岛最多样化的类群，且分为两个进化支系，costalis + 组为地表栖息支系，lalouettei + 组包含洞穴栖息和地表栖息的物种678。

研究结论和讨论部分表明，至少需要考虑 5 - 7 次成功的独立扩散事件，才能解释长头蜡蝉科昆虫对留尼汪岛的殖民。Brixia 属的 lalouettei + 进化支系表现出对洞穴环境的适应性，出现了两个独立进化的 troglobiont 物种。关于洞穴栖息行为的驱动因素，虽然无法确定是 Vandel 的 “气候遗迹” 假说（CRH）还是 Howarth 的 “适应性转变” 假说（ASH）起主导作用，但研究认为内在遗传因素在适应洞穴环境中起到了促进作用。

这项研究具有重要意义，它不仅为长头蜡蝉科昆虫的分类和进化研究提供了新的视角，也为理解物种在岛屿生态系统中的适应和演化过程提供了重要依据。同时，留尼汪岛作为研究物种适应新环境和洞穴栖息行为的理想场所，为后续相关研究开辟了广阔的空间，有望进一步揭示生物进化的奥秘。