有翅昆虫主要分支演化关系示意图。（研究团队供图）

现生蜉蝣。（周长发 摄）

地球上种类最丰富的动物——昆虫，是怎样演化出翅膀的？由中国科学院南京地质古生物研究所、南京师范大学领衔的国际科研团队，运用系统发育基因组学方法梳理出昆虫翅膀早期演化的清晰脉络，为这一困扰科学界百余年的谜题提供了新解答。相关成果10月13日发表在国际学术期刊《美国科学院院刊》（PNAS）。

走在公园、田野、林间，随处可见昆虫的身影。全球已正式命名的昆虫超过100万种，占已描述动物物种的一半以上。它们的翅膀各有门道：蜉蝣、蜻蜓等不能把翅膀向后折叠、平贴在腹部背面，被归为古翅类；甲虫、蜜蜂等新翅类，则拥有收拢翅膀的本领。

此次研究中，科研团队利用我国丰富的蜉蝣物种资源，新测得16种本土蜉蝣的核基因组，弥补了以往相关数据不足的短板。在此基础上，团队搭建大规模数据集，以化石为时间标尺，结合基因的变化推算年代，并用多种分析方法交叉验证，逐渐勾勒出昆虫翅膀早期演化的图景。

结果显示，早在约4亿年前的早泥盆世，有翅昆虫的共同祖先就已飞上天空，远早于脊椎动物。今天蜂、蝶、蜻蜓的翅膀，皆从远古共同祖先一路传承、变化而来。此后，蜉蝣、蜻蜓等所属的古翅类，以及甲虫、蜜蜂等所属的新翅类，逐渐走上了不同的演化道路。

蜉蝣、蜻蜓等古翅类昆虫的翅根较为稳固：蜉蝣借助翅膀滑翔，蜻蜓则高速飞行、灵活追猎。新翅类则演化出如同“折页”的翅根关节，让甲虫、蜜蜂等能收好翅膀，减少爬行、钻缝时的磕碰，进入更多狭小空间。

“昆虫飞上天空，是陆地生命演化史上里程碑式的重大革新。”中国科学院南京地质古生物研究所研究员蔡晨阳介绍，翅膀的诞生让昆虫有了全新的活动天地，也改变了陆地生态系统的面貌。

南京师范大学教授周长发说，两条演化道路并行发展，共同塑造了今天昆虫多样的飞行方式和丰富的物种。