中生代谷盗科昆虫化石的系统分类与早期演化

The bark-gnawing beetles are distributed worldwide, its origin was dated back to the Middle Jurassic. However, there are still some controversy and difficulty about the phylogenetic relationships within the subfamilies and tribes, early evolutionary history and the assignment of fossil taxa. This research aims to study Mesozoic bark-gnawing beetles comprehensively and systematically, based on the fossils from the Middle Jurassic Yanliao Biota, the Early Cretaceous Jehol Biota and the earliest Late Cretaceous Burmese amber in the following three respects: 1. to investigate the diversity of the Mesozoic bark-gnawing beetles, create a credible classification system for fossil trogossitids and explore the possible diversification mechanisms; 2. to analyze the phylogenetic relationships within trogossitids in Mesozoic, and subsequently to discuss its evolution and historical biogeography; 3. to analyze the trend of changes for key characters, especially the mouthparts, elytra and the legs, discuss their coevolution with contemporary animals and plants.

谷盗科昆虫为世界性分布甲虫，其地质历史可追溯至侏罗纪。该科昆虫中亚科和族的系统发育关系仍存在较大争议，早期演化历史还不清楚，化石类群缺少统一的分类体系。本项目拟基于中侏罗世燕辽生物群、早白垩世热河生物群和晚白垩世早期缅甸琥珀中的谷盗科昆虫化石，对中生代谷盗科昆虫进行全面系统地研究：1. 调查中生代谷盗科昆虫的种类多样性情况，建立可靠的谷盗化石分类鉴定标准，寻找该时期谷盗科昆虫多样性分化的原因和机制；2. 开展中生代谷盗科系统发育研究工作，探讨各亚科和族之间的系统发育关系，并在此基础上对谷盗科昆虫历史演化、生物地理扩散等问题进行探讨；3. 分析谷盗科在演化过程中关键特征，特别是口器、鞘翅、足的变化规律，探讨其与同时代动植物的协同进化关系。

中侏罗世燕辽生物群、早白垩世热河生物群以及白垩纪中期缅甸琥珀是世界上著名的中生代特异埋藏生物群，产出了类群极为丰富、形态各异且保存精美的昆虫化石，为研究昆虫的起源与演化等提供了重要的证据。谷盗作为一个古老的甲虫类群，在中生代时期较为繁盛，然而对其进行的研究并不多。谷盗科昆虫化石的分类系统学、生物地理学扩散规律、与环境的协同演化关系等科学问题亟待开展研究。本项目综合运用了形态学研究中的新技术，将化石与现代昆虫证据相结合，形态特征与功能相联系，利用传统形态学和分子生物学数据分别构建系统树，较为系统全面的对中生代谷盗类昆虫展开了研究。该项目描述了中生代谷盗类化石昆虫3新属3新种以及相伴生的甲虫5新属8新种，修订了谷盗类化石昆虫2属，丰富了中生代晚期的生物多样性；阐明了谷盗类昆虫化石的种类数量与分布规律，依此推测其起源中心可能在当时的联合古陆中部、起源时间不晚于中侏罗世；利用形态学系统发育树明确了疑难化石属种的系统学位置，为谷盗化石的分类提供了可靠的途径；利用位点异质模型重建了谷盗科内部低级阶元的系统发育关系；根据谷盗的形态功能特征以及伴生环境推测其早期的食性可能为菌食性或捕食性。我们推断中生代晚期被子植物的辐射提供了新的食物来源及栖息地，生态系统越趋复杂，为谷盗类昆虫的早期分化提供了重要的条件。