系统发育分析中的最大简约法及其优化

随着生物技术的不断发展和系统发育学的深入研究, 在重构系统发育树时, 研究人员往往要面对更多的挑战和困难, 比如： (1)需要分析的样本数（物种数或个体数）不断增加; (2)需要分析的数据量迅速扩大。尤其在基因组测序技术的推动下, 基于分子信息的系统发育重建需要极大的计算量, 因此数学方法、 计算机技术以及其他辅助工具对于系统发育重建的效率和精确度起着至关重要的作用。最大简约法（maximum parsimony）是一种重要的系统发育重建方法, 提高其计算效率对系统发育学研究具有重要意义, 针对该算法的优化改进需要生物学家和计算机专家的共同努力。本文通过详细地阐述最大简约法的计算流程, 分析其参数选择对计算效率的影响, 帮助更多的计算机使用者, 在并不了解系统发育学基础的情况下, 更方便地针对实际的系统发育算法问题给出更好、 更快、 更精准的解决方案; 同时为系统发育研究工作者, 较为清晰地解释最大简约法的构树思想和计算逻辑, 推动针对最大简约法的不断改进与优化。     

在系统发育分析中编码空位

空位包含了可用于系统发育分析的进化信息.为了准确地计算系统发育关系,空位包含的信息应该予以考虑.本文讨论了7种最常用的空位编码方法,并举例说明这些方法的编码原理.另外,本文还介绍了一些经验用以帮助研究者在使用现有的系统发育软件时选择空位编码方法.但是,所有的空位编码方法都有其优点和缺点,需要提出新的空位编码方法才能使空位信息在系统发育分析中得以充分地应用.     

中国澳彩带蜂亚属研究(膜翅目,蜜蜂总科,隧蜂科)

报道中国澳彩带蜂亚属4种,并给出了物种检索表.这些物种包括:塔克彩带蜂Nomia(Austronomia)takaoensis Friese、克氏彩带蜂N.(A.)krombeini Hirashima、小齿突彩带蜂N.(A.)notiomorpha Hirashima与大胫板彩带蜂N.(A.)fruhstorferi Pérez,其中小齿突彩带蜂为中国新纪录种.研究标本保存于中国科学院动物研究所.     

2021年膜翅目新增分类单元

本文对2021年发表的膜翅目昆虫新分类单元进行了梳理和总结。结合数据库检索, 基于标本记录, 全球膜翅目学者于2021年发表该目新分类单元的期刊论文355篇, 新增分类单元条目共1,152条, 隶属于21总科66科416属, 包括5新科4新亚科83新属3新亚属1,054新种和3新亚种。现生类群相关期刊论文309篇, 新增分类单元条目980条, 隶属于18总科52科332属, 包括2新科26新属3新亚属946新种和3新亚种。绝灭类群相关期刊论文46篇, 新增分类单元条目172条, 隶属于14总科27科86属, 包括3新科4新亚科57新属和108新种。2021年中国膜翅目新增分类单元的相关期刊论文83篇, 新增分类单元条目235条, 隶属于17总科34科91属, 包括3新属(绝灭类群1新属)和232新种(绝灭类群2新种); 现生类群中新增的2属分别记录自台湾和浙江, 新种数量排前五位的省级行政单位有云南(54个)、浙江(42个)、福建(18个)、西藏(18个)和新疆(16个)。在全球现生、绝灭和中国现生膜翅目总科新物种数量的对比中, 姬蜂总科新种数量最多, 分别约占全球现生、绝灭和中国现生膜翅目新种总数的32.5% (307个/946个)、19.4% (21个/108个)和37.0% (85个/230个)。有关现生膜翅目新种发表情况, 在洲级地理单元中, 亚洲发表新种数量最多, 约占56.9% (538个); 在洲级地理亚单元中, 东亚发表新种数量最多, 约占28.6% (271个); 在国家和地区行政单元中, 中国发表新种数量最多, 约占24.3% (230个)。在76种期刊的355篇论文中, 有348篇英文论文、4篇中文论文和3篇法语论文。这些结果表明, 中国膜翅目分类在全球膜翅目分类中发挥着十分重要的作用。     

昆虫多样性三十年研究进展

当前, 全球昆虫数量和多样性均处于下降趋势, 而导致这一趋势的原因主要包括人为干扰及气候变化。本文基于森林、草地、农业、水生和土壤生态系统, 以植食性、访花、捕食性、寄生性、食果以及食腐昆虫为重点功能昆虫群, 综述了近三十年来国内外昆虫多样性研究领域的主要进展, 并分析了发展趋势。近年来, 昆虫多样性的研究维度不断拓展, 形态多样性研究不断深入, 系统发生多样性、功能多样性和遗传多样性等研究也显著加强。此外, 昆虫多样性研究的空间尺度也逐步扩大, 大尺度区域性研究甚至全球范围的调查持续增长。昆虫进化历史也被引入多样性格局研究中, 并随着系统发生信息学方法的普及而被整合到生态系统建成和生物多样性形成机制研究中。未来需要加强关键昆虫类群整合分类学研究、功能性状多样性、林冠昆虫多样性、互作网络结构等方向的研究。     

木蜂属分类学研究概况

木蜂隶属于膜翅目蜜蜂总科蜜蜂科木蜂亚科木蜂族的木蜂属。其个体较大且粗壮,种类多,世界分布广泛,我国种类丰富。该物种在形态、外貌和采食行为上都与木蜂亚科的其他种类有较大差别。简述了木蜂属的分类学和系统发育学研究进展,为进一步研究、保护和利用木蜂资源奠定基础。     

环境变化对中国野生蜜蜂多样性的影响

蜜蜂尤其是野生蜜蜂对维持生态系统功能、保证粮食安全等方面具有重要的作用。近年来,野生蜜蜂的栖息地由于天然林减少,而现营造的又多为纯林,以及大面积种植单一经济林而遭到了严重破坏和片断化。已有研究表明纯林、油茶(Camellia oleifera)和橡胶树(Hevea brasiliensis)经济林中的野生蜜蜂多样性较低。现代农业中新烟碱类杀虫剂、除草剂的大规模使用,会对蜜蜂个体发育和行为产生不利影响。城市化进程潜在影响了蜜蜂的群落,如郊区的蜜蜂平均物种丰富度要明显高于中心商业区;废水、废气和粉尘对蜜蜂的觅食、生长发育等都具有不利影响;CO_2等温室气体导致的气候变暖影响了传粉蜜蜂与植物之间的互利共生关系,造成时间或功能上的不匹配。综上所述,我国的环境变化可能已导致中国野生传粉蜜蜂多样性的下降和种群的衰退。我国虽是传粉蜜蜂种质资源大国,但缺乏种类和分布本底以及长期而有效的监测数据,缺乏对蜜蜂多样性和种群下降机制的研究。因此亟待开展传粉蜜蜂调查、实施长期监测项目,为之建立研究网络。并通过积累丰富的相关数据,开展风险预测和评估,用于管理和缓解传粉蜜蜂下降所带来的经济及非经济影响。     

昆虫集成导航系统及应用

昆虫精确的导航能力表明这些体型和脑容积小的昆虫,可以在复杂的环境中形成精确而有效的导航信息,对昆虫获取食物和交配对象等至关重要。昆虫导航系统主要包括视觉导航、路径积累和地标导航3种类型,对昆虫导航系统的研究可以提高对昆虫行为的认识,目前这种集成导航系统已经发展为一种生物模型,并被广泛应用于无人驾驶技术和无人机技术的导航研究中。通过综述昆虫的集成导航系统机理,为导航系统的仿生学研究提供理论基础。     

中国凹胸姬小蜂属研究(膜翅目:姬小蜂科)

研究了中国的1新记录属,凹胸姬小蜂Alophomorphella Girault。该属原来只分布在澳大利亚,其分类学位置及其和姬小蜂亚科和其它属的关系并不明确。有些研究人员认为它属于狭面姬小蜂属Elachertus Spinola。通过扫描电镜观察和比较外部形态学研究,作者发现该属具有下列稳定的性状：1）中胸小盾片上有一条纵沟;2）前胸侧板腹面上有一对对称的斜沟。因此确认该属为姬小蜂科中一个特殊属,它和Elachertus之间没有非常近的亲缘关系。本文重新描述了A.illustris Girault的雌性,并首次描述了该种的雄性。     

佩妃延腹榕小蜂的产卵行为

榕树与传粉榕小蜂之间的互惠共生关系是协同进化研究领域中的热点之一。榕树除了与传粉榕小蜂共生外,它还为许多非传粉榕小蜂提供食物和生境。佩妃延腹榕小蜂Philotrypesis pilosa Mayr腹部第8～9节背板极度延伸,形似长长的产卵鞘,其后更长的才是真正的产卵鞘。它将产卵针刺入榕果的果壁,产卵于果内。该蜂是对叶榕Ficus hispida L. 的传粉榕小蜂Ceratosolen solmsi （Mayr）的盗食性寄生蜂。我们利用数码照相机记录了佩妃延腹榕小蜂产卵的全过程,详细描述了其产卵行为。发现了前人没有发现的下列行为特点： (1）当雌蜂找到合适的产卵位点时,身体呈倒立状,后足扶持产卵鞘到选定的产卵位点;2）从开始插入产卵针到产卵鞘向后弹出,腹部第8～9节背板延伸部分与产卵鞘之间有两次大幅度的靠拢与分开,第一次靠拢与分开是保证产卵针以最佳的垂直角度插入果内,第二次是使产卵鞘向后弹出,将暴露在外的产卵针顺利地插入果内;3）雌蜂产卵针沿榕果直径方向（最短距离）插入果壁;4）前足与后足比中足发达,与整个产卵过程中支撑身体的行为有关 。