中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科系统分类学研究(革翅目,球螋科)

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枝螋亚科Opisthocosmiinae、库螋亚科Cosmiellinae和缘螋亚科Eudohrninae隶属于昆虫纲Insecta、革翅目Dermaptera、蠼螋亚目Forficulina、球螋总科Forficuloidea、球螋科Forficulidae。球螋科昆虫全世界记载460多种,中国记载110多种。本论文对中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科进行了较为系统的分类学研究。通过查阅文献和检视标本进行形态分类研究,共详细描述整理该3亚科、16属、54种,编制了分属和分种检索表;基于支序分类研究方法,得到该3亚科的支序图,对3亚科各属种间的系统发育关系进行探讨;通过生物地理学研究,对该3亚科在世界和中国的分布格局进行分析。研究结果如下:1.中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科形态分类研究形态术语主要参考陈一心和马文珍(2004)编著的《中国动物志(第35卷)》的定义。所有研究材料均为干制标本。使用Totic SMZ-140解剖镜对球螋科类群雄性外生殖器进行解剖,由Adobe Illustrator 6.0软件绘制形态特征图。本论文共整理、鉴定、描述中国枝螋亚科8属39种、库螋亚科5属6种、缘螋亚科3属9种,其中包括10个新种(已发表3个新种)、9个新组合、8个同物异名种,2个同物异名属,恢复1种名。文中详细描述所有种类的形态特征,同时提供了各个分类阶元主要的文献引证,以及形态特征图、标本采集和分布等信息,附有44个种的整体标本彩图;并编制了中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科分属、分种检索表。发现10个新种(已发表3个新种):乔螋属Timomenus2个新种:双色乔螋T. bicolor Sun et al.,2016;毕氏乔螋T. bii Sun et al.,2016.绔螋属Kosmetor2个新种:无斑绔螋K.immaculata sp. nov.;中华绔螋K.sinicus sp. nov.o敬螋属Cordax1个新种:锯齿敬螋C. serratus Sun et al.,2016。滑螋属Liparura1个新种:藏滑螋L. tibetica sp. nov.。偶螋属Obelura1个新种:酒井偶螋O. sakaii sp. nov.。非库螋属Afrocosmia1个新种:小非库螋A. parvus sp. nov.。翼螋属Pterygida2个新种:近似翼螋P. fallax sp. nov.;紫褐翼螋P. purpurlis sp. nov.。提出9个新组合(已发表3个):札幌绔螋Kosmetor yezoensis (Matsumura & Shiraki,1905) comb. nov.;黄头绔螋Kosmetor flavocapitata (Shiraki,1905) comb. nov.;那氏绔螋Kosmetor nathani (Srivastava,1969) comb. nov.;长支庸螋Mesolabia ramosa (Zhang, Ma et Chen,1992);散毛慈螋Eparchus setosus (Zhang & Yang,1992) comb. nov.;棒形敬螋Cordax claviger (Burr,1901);单齿敬螋Cordax unidentatus (Borelli,1915);敬螋Cordax femorata (Matsumura,1913) comb. nov.;铗翼螋Pterygida calmar (Steinmann,1988) comb. nov.。恢复1种名:敬螋Cordax femorata (Matsumura,1913)。8个同物异名种(已发表5个):近华丽真乔螋Eutimomenus paradoxa Bey-Bienko,1970(=棒形敬螋Cordax claviger (Burr,1917));无刺乔螋Timomenus inermis Borelli,1915(=单齿敬螋Cordax unidentatus (Borelli,1915));楔形乔螋Timomenus cuneatus Zhang,1991(=单齿敬螋Cordax unidentatus (Borelli,1915));摩乔螋Timomenus morsus Steinmann,1982(=飞乔螋Timomenus aeris (Shiraki, 1906));引乔螋Timomenus iterates Steinmann,1982(=飞乔螋Timomenus aeris (Shiraki,1906));山辛螋Syntonus montanus Hincks,1947(=疑辛螋Syntonus dubius (Bormans,1894));非脊角副乔螋Paratimomenus incognitus Steinmann,1993(=侧瘤慈螋Eparchus tuberculatus (Borelli,1921));毕举铗螋Anechura biswasi Srivastava,1993(=巨粒螋Lipodes vivax (Burr,1905))。2个同物异名属:副乔螋属Paratimomenus Steinmann,1974(=绔螋属Kosmetor Burr,1907);那拉螋属Narberia Burr,1911(=亥螋属Hypurgus Burr, 1907)。新种模式标本以及所有检视标本均保存于华东师范大学生物博物馆(BHM, ECNU)、中科院上海昆虫博物馆(SEM, CAS)和上海师范大学生物博物馆(SNUC)。2.中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科支序分类研究本论文利用WinClada 1.00.08软件,分别选取中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科16属25种的29个性状,对3亚科的系统发育关系进行初探,获得该3亚科的支序图。支序分类研究结果如下:(1)枝螋亚科属种间亲缘关系敬螋属和乔螋属的亲缘关系较近,因敬螋属和乔螋属的雄性外生殖器基侧突针形,与枝螋亚科中其他类群均不同而首先分离出来,因而与枝螋亚科其它属亲缘关系较远。庸螋属和辛螋属亲缘关系较近,这2个属因鞘翅短缩、鞘翅无肩角、鞘翅后缘斜截、后翅不发育等共同特征聚为一支;庸螋属中的M. ramosa并未与本属M. niitakaensis聚为一支,而与绔螋属的亲缘关系较近,这主要是因为M.ramosa具有鞘翅和后翅发达、鞘翅具肩角、鞘翅后缘平截等特征;亥螋属、毛库螋属和慈螋属的亲缘关系较近,这3个属因鞘翅和后翅发达、雄性尾铗具突起等共同特征而聚为一支。三者形态特征的主要差异在于雄性第5-9腹节背板两侧是否具突起、雄性尾铗基部是否扁平、体表光滑或者多毛、后翅革片与前胸背板的长度。结合支序图属间亲缘关系和本论文的形态特征,可得出枝螋亚科分属特征为鞘翅和后翅的发育程度、鞘翅是否具肩角和小盾板、后足跗基节与第2-3节的长度、末节腹板扁平或倾斜、臀板是否横宽、雄性尾铗是否具突起、雄性外生殖器基侧突的形状等。(2)库螋亚科属种间亲缘关系库螋属、伪库螋属和非库螋属的亲缘关系较近,这3个属因鞘翅延长、端缘平截、完全覆盖后胸背板、侧隆线不完整等共同特征而聚为一支。滑螋属和偶螋属亲缘关系较近,这2个属因鞘翅缩短、端缘斜截、非完全覆盖后胸背板、侧隆线完整等共同特征而聚为一支。库螋属的的两个种聚为一支,亲缘关系较近,滑螋属、偶螋属、伪库螋属、非库螋属各仅有1个种,其中偶螋属的O. sakaii和滑螋属的L. tibetica亲缘关系较近;非库螋属的A. parvus和伪库螋属的C. simplex亲缘关系较近。结合支序图属间亲缘关系和本论文的形态特征,可得出库螋亚科分属特征为鞘翅发育程度、端缘形状、侧隆线是否完整等特征。(3)缘螋亚科属种间亲缘关系真缘螋属因触角柄节背面扁平,无侧隆线而首先分离出来。翼螋属和粒螋属的亲缘关系较近,这2个属因触角柄节背面圆凸,无侧隆线等共同特征而聚为一支,二者主要差异为鞘翅表面具粗刻点或者粗颗粒、雄性尾铗端部是否分叉等特征。真缘螋属、翼螋属的两个种均在属内聚为一支,粒螋属仅有1个种,与翼螋属两个种亲缘关系较近。3.中国枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科生物地理学研究通过查阅已有的标本信息及相关文献信息,对枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科昆虫的地理分布进行了初步研究,结果表明:库螋亚科中东洋界物种数最丰富,其次是新热带界。枝螋亚科和缘螋亚科物种数量均由赤道向两极递减,其中东洋界属种多样性最丰富,超过总数的一半。由此可见,该3亚科昆虫在亚热带、热带地区种类数目明显多于温带地区,受纬度和温度的影响较为显著,这主要取决于其生活习性。革翅目昆虫原产地为热带、亚热带地区,对温度和湿度要求较高;加之其飞行能力弱,大部分种类完全无飞行能力,因而限制了其迁移能力。枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科主要分布在中国长江以南地区。这与其产卵习性有关,低温会影响卵的发育;南方属于亚热带、热带气候,温度、降雨量、地理、植被等均多样,为枝螋亚科、库螋亚科和缘螋亚科昆虫提供了丰富的食物以及良好的生存环境,使得我国长江以南地区革翅目昆虫物种的多样性较为丰富。
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