理想材料帮助解析生殖隔离新机制

　　

生物通报道：来自中科院动物研究所的研究人员以两种同域分布的专食性近缘跳甲为研究对象，提出生态因子和内在因素都可能在跳甲物种形成过程中起到作用，这为从多角度分析物种形成模式提供了新的思路。这一研究成果公布在进化生物学知名期刊《Journal of Evolutionary Biology》上。

领导这一研究的是中科院动物研究所杨星科研究员，其早年毕业于北京农业大学，长期从事鞘翅目、脉翅目等昆虫类群的系统学、动物地理学、形态与功能、昆虫与寄主植物的关系等方面的研究。

物种形成是种群间生殖隔离演化的产物，探究昆虫种间生殖隔离的机制有助于我们深入理解物种形成的模式。跳甲属（昆虫纲：鞘翅目：叶甲科）昆虫多为专食性，种间寄主隔离显著，是探讨这一问题提供了理想材料。

在这篇文章中，研究人员以两种同域分布的专食性近缘跳甲为研究对象，基于种间杂交的数据，采用隔离指数（isolation indexes）分析法对可能导致生殖隔离的多个内、外因素进行了量化分析，并采用联合尺度检验法（joint-scaling test）和Castle–Wright estimator分析了产卵选择和后代发育指标的遗传规律，结果认为：虽然两种跳甲交配后生殖隔离不完善，但由于强烈的寄主专化而导致的交配前生殖隔离起到更为重要的作用，这为因生态隔离而导致的同域物种形成提供了可能；控制产卵选择和后代存活的基因主要表现为加性遗传模式（additive inheritance mode），控制产卵选择的基因多达30个，而控制后代在植物上存活的基因仅为3－4个，二者至少部分独立；同域物种形成需要严格的内外条件，生态因子和内在因素都可能在上述跳甲物种形成过程中起到作用。这一研究为从多角度分析物种形成模式提供了新的思路。

近年来，该研究组建立了“专食性跳甲——寄主植物”的研究体系，开展了一系列涉及植食性昆虫寄主专化和物种形成模式的研究，目前研究工作进展顺利，自2007年以来在领域内知名期刊发表论文5篇（其余4篇：Ecological Entomology 2009, 34: 74–80; Naturwissenschaften 2008, 95: 639–645; Entomologia Experimentalis et Applicata 2007, 125: 119–124; Environmental Entomology 2007, 36: 468–474），累计影响因子达到10以上。

另外，今年杨星科和张润志两位研究员领导的研究组还在新疆喀纳斯又发现了1只雌性蛩蠊，是我国蛩蠊目昆虫第2只标本。经中科院动物所白明博士与王书永的鉴定，认为该蛩蠊是西蛩蠊属Grylloblattella的1个新种，为世界上该属的第3个种。

原文摘要：

Xue HJ, Magalhães S, Li WZ, Yang XK. 2009. Reproductive barriers between two sympatric beetle species specialized on different host plants. Journal of Evolutionary Biology 22: 2258–2266

作者简介：

杨星科研究员，博士生导师，男，山西万荣县人，中共党员。1958年出生于山西，1987年毕业于北京农业大学植物保护系，获硕士学位，1987年4月加入中国共产党。现任中国科学院生物物理研究所党委书记，中国昆虫学会副理事长，中国科学院动物研究所鞘翅目形态与分子进化研究组组长等职。

　　杨星科研究员长期从事鞘翅目、脉翅目等昆虫类群的系统学、动物地理学、形态与功能、昆虫与寄主植物的关系等方面的研究。近十年来共主持和参加了国家“七五”重点项目1项，“八五”国家攻关专题1项，院重点项目3项，院创新方向性项目课题1项，国家自然科学基金委重点项目2项，国家自然科学基金面上项目3项，国家自然科学基金主任基金1项。同时组织并主持了西南武陵山地区昆虫调查、福建龙栖山自然保护区生物多样性调查、长江三峡库区陆生昆虫及无脊椎动物物种多样性调查、山西省中条山昆虫种类调查、福建武夷山区叶甲物种多样性调查、浙江龙王山昆虫资源调查、甘肃南部及秦岭西段动物资源调查、广西十万大山动物区系调查等8项大规模的野外考察活动，共采集昆虫标本万余号，并发现数百个新种，另外还有新属、新记录属和新记录种若干，其研究结果极大的丰富了我国昆虫区系及昆虫资源。曾主编《甘肃省叶甲科昆虫志》、《中国动物志 脉翅目 草蛉科》、《秦岭西段及甘南地区昆虫》、《外来入侵种强大小蠹》、《广西十万大山昆虫》、《西藏雅鲁藏布大峡谷昆虫》、《长江三峡库区昆虫》、《昆虫学研究进展》等专著，并担任以下专著的副主编或编委：《西南武陵山地区昆虫》、《中国珍稀昆虫图鉴》、《海南森林昆虫》、《龙栖山动物》、《华东百山祖昆虫》、《喀喇昆仑山－昆仑山地区昆虫》、《中国经济昆虫志 鞘翅目 叶甲科》、《福建武夷山区叶甲科昆虫志》。
　　学术上主要有以下成果：在国内率先开展高山昆虫的形态学及其适应演化的研究，其研究结果在第19届国际昆虫学大会上交流；对草蛉科分类系统的修订，得到了国际同行的认可和应用；依据多方面的研究结果和知识，提出现代中国昆虫区系起源的主要背景来自于东部的假说；把国际上有关昆虫系统学及起源演化等方面新的成果或学说及时介绍给国内，如“翅源说”，昆虫纲新系统等。先后在国内外刊物上共发表有关研究报告或论文110多篇，发现新属3个、新种190余个。
　　获奖情况：《横断山昆虫》中国科学院自然科学一等奖（参加者），《西南武陵山地区昆虫》中国科学院自然科学三等奖（主要完成者），《福建武夷山区叶甲科昆虫志》福建省自然科学三等奖（主要完成者），《中国经济昆虫志》国家自然科学二等奖，中国科学院自然科学二等奖（参加者）。
　　杨星科研究员现任中国科学院动物研究所鞘翅目形态与分子进化研究组组长。该研究组是已故陈世骧教授建立的，是在叶甲总科系统分类及演化研究的基础上发展起来的。除以叶甲科和金龟总科为主的研究工作外，涉及鞘翅目20余科。该组拥有陈世骧教授亲自收集、积累的较为完整、系统的叶甲总科的大量资料及鞘翅目、昆虫区系及演化的珍贵资料。因此，鞘翅目的系统进化作为该组的研究方向之一。同时，该组具有多次参与组织和实施昆虫区系本底调查的经历及经验积累，从横的方面对昆虫区系的研究做了许多重要工作，如《横断山区昆虫》、《长江三峡库区昆虫》等，而且目前已完成组织实施我国生物地理关键地带——甘南及秦岭地区昆虫区系的调查及研究工作，因此把昆虫区系研究作为另一研究方向。
　　该组在鞘翅目比较形态学、形态适应性演化及进化生物地理学等方面的研究，已取得引人注目的成果，发表相关理论研究文章20余篇；近几年在物种的形态分化及种化的关系方面也做了大量的基础性工作，这些工作在国内处于领先地位。