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水螅是大型底栖动物的重要组成类群，广泛分布于全球海洋环境中的硬质基底上。桧叶螅科Sertulariidae Lamouroux，1812（水螅虫纲:被鞘螅目）是刺胞动物门最大的科，全球600多种。近期的分子数据显示它是水母亚门中较高等的类群。由于分子数据显示它为多系群，被提议细分为多个科。本研究基于中国、美国、德国等国家在北冰洋、白令海、中国海、印度洋、南大洋等海域30多个科学考察航次所采集到的1700多瓶（号）桧叶螅科现生及化石标本，综合形态、分子和古生物学数据，获得以下研究结果: 1)对111个桧叶螅科物种（含疑似种）进行了描述，新获得30个物种的线粒体和（或）核基因序列，修订了1狭义科(Sertulariidae sensu stricto Maronna，2016)、2属(Sertularia Linnaeus,1758,Fraseroscyphus Boero&Bouillon,1993),恢复1属(Serta Stechow,1920)，提议建立15个新分类单元，含1新科(Diphasidaefam.nov.),8新属(Bicaularia gen.nov.,Coronaria gen.nov.,Nudicaulia gen.nov,Opposilaria gen.nov.,Pseudosertularia gen.nov.,Simplilaria gen.nov.,Xingyurellagen.nov.,Zhainaria gen.nov.),6新种(Xingyurella xingyuarum sp.nov.,Sertularella undulata sp.nov.,Thuiaria orientalis sp.nov.,Nudicaulia pluma sp.nov.,Sertularia xuelongi sp.nov.，Sertularia sinensis sp.nov.)，并建立31个分类新组合。 2)对一化石种模式标本的重新检查，发现它与现生桧叶螅科双唇螅属在形态上高度相似，表明此类高等水螅可能在寒武纪就已出现，结合相关水螅化石记录和水母亚门的分子系统发育，使假定的水母亚门共同祖先出现时间从过去认为的5.7亿年，至少提前至8.3亿年。这一发现拓展了对水母亚门进化史的认识。 3)对近90种桧叶螅的分子数据和50个形态特征进行关联分析，发现桧叶螅科主要单系群间呈现平行进化关系，重复出现简单与复杂的分枝方式，在不同支上出现芽鞘多列、特化的雌性生殖体保护结构等趋同进化特征，各单系群内具较多共源特征，部分单系群具明显的地域性，仅分布在北极等北方海域或南极海域，少数广布种则重获水母体阶段。 这些结果将有助于形成基于我国海域和（或）我国极地科学考察的首部水螅类系统学专著，对重建水母亚门、刺胞动物门甚至后生动物的进化史提供了新化石记录，为所研究海域的生物多样性调查、教育与保护提供了丰富的本底数据。