有翅昆虫演化的古翅类假说，即蜻蜓目和蜉蝣目起源于共同祖先

昆虫是地球上物种最丰富的动物，已知种类超100万种。一百多年来，有翅昆虫什么时候出现、蜻蜓、蜉蝣和其它可折翅昆虫之间的演化关系，一直是古生物学界悬而未决的难题。近日，中国科学院南京地质古生物研究所联合南京师范大学科研团队，结合基因组与化石证据，厘清了有翅昆虫早期演化脉络，相关成果10月13日在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》发表。

昆虫飞上天空，是生命演化史上里程碑事件。有翅膀的昆虫主要分成三大类：蜉蝣、蜻蜓所属的古翅类，以及翅膀能够折叠收在腹部上方的新翅类。过去学界争议不断：蜉蝣和蜻蜓到底是不是近亲？昆虫翅膀的演化路径如何？不同研究常常得出相互矛盾的结论。

此次研究给出了明确答案：基因组数据证实，蜉蝣目和蜻蜓目是近亲，二者共同组成“古翅类”，古翅类又是新翅类的姊妹支系。简单来说，不能折叠的古翅和可以折叠的新翅，都是远古原始昆虫各自演化出来的新特征，这一发现基本解开了困扰学界百年的古翅类争议。

为获得这一可靠结论，科研团队新测定我国16种蜉蝣基因组，整合了一百多种昆虫的基因数据，补齐了过去蜉蝣类群样本不足的短板。研究搭建起超大基因数据集，使用多种分析方法反复验证。科研团队发现，早期有翅昆虫曾经历快速分化，演化过程的“历史湍流”造成近40%的基因演化谱系和物种整体演化谱系不一致。这也是此前不同研究结论互相冲突的核心原因。

在厘清谱系关系后，团队结合化石校准和分子钟推算，更新了有翅昆虫起源时间：有翅昆虫的共同祖先可以追溯到早泥盆世，古翅类则诞生于晚泥盆世。昆虫的翅膀只演化出现过一次。两条演化分支从此走向不同道路。新翅类演化出特殊结构，依靠第三腋片转动，把翅膀折叠贴在腹部。这项能力让它们可以钻进土壤、树皮等狭小空间，在石炭纪迎来物种大爆发。而蜉蝣和蜻蜓走向另一条路线，长出坚硬稳固的翅基，擅长滑翔、高速追击猎物，发展出极强的飞行能力。

两种截然不同的飞行方案，让古翅类和新翅类抢占不同生存空间，共同造就了如今地球上昆虫缤纷多样的面貌。这项研究依靠基因组和化石双重证据，完整还原有翅昆虫飞上蓝天的早期演化历史，也为理解动物飞行起源提供了关键证据。