石蝇（襀翅目）是最古老的有翅昆虫类群之一，其生存状况是评估淡水生态系统健康的重要生物指标，具有较高的生态价值与演化生物学意义。然而，由于化石记录不完整、形态特征演化复杂以及基因数据覆盖有限，构建稳健的石蝇系统发育树一直存在挑战。同时，现生石蝇约4000种，但石蝇在昆虫生命树中的系统位置，以及其各科之间的演化关系，长期以来存在争议。近期，中国科学院南京地质古生物研究所等，基于覆盖现存17个科的97个石蝇物种线粒体基因组数据，采用多模型联合分析框架，重建了石蝇的骨架系统发育关系，明确了各主要类群之间的演化路径，厘清了其关键演化阶段的时间框架。该研究为理解石蝇起源、适应与辐射演化提供了重要的分子证据和年代学约束。研究团队新测序了29个现生石蝇的线粒体基因组，并结合已公开的68个类群数据，首次在线粒体基因组层面，实现了对17个石蝇科的全面覆盖。同时，研究团队采用最大似然法和贝叶斯推断法，并重点应用能够有效处理位点异质性的最优模型，对全球石蝇系统发育关系进行了全面分析。研究明确了真颚组的早期演化关系，稳健地支持裸襀科是真颚组中最早分化的支系。这一结果与形态学证据吻合，表明该科独特的缺失求偶行为或是次生丢失的结果。进一步，研究团队通过整合最新的的古生物学和年代地层学信息，重建了石蝇的演化时间框架。结果表明，石蝇的冠群起源于宾夕法尼亚纪，其现存各科的关键分化事件主要集中在乌拉尔世至早三叠世之间。该研究构建的石蝇科级系统发育树，为深入探究其形态演化、生物地理学及行为生态学奠定了基础。同时，该研究证明了在采用最佳拟合模型的前提下，线粒体基因组在解析昆虫高阶元系统发育关系中的潜力。下一步，研究通过扩大类群取样、结合核基因组数据与化石证据，可更全面地揭示这一古老昆虫类群的完整演化历史。相关研究成果发表在《交叉科学》（iScience）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和科学技术部的支持。论文链接现生所有科全覆盖的襀翅目昆虫演化时间框架襀翅目各科的演化关系和分歧时间估算