水生肉食亚目(Hydradephaga)系统发育学研究简论

水生肉食亚目(Hydradephaga)属于鞘翅目Coleoptera,是一类具有水生习性的食肉性真正水生甲虫(True water beetles)。在真正水生甲虫的系统分类中存在三种假说,一种是肉食亚目(Adephaga)位于该系统的基部,一种是多食亚目(Polyphaga)位于该系统基部,第三种是藻食亚目(Myxophaga)位于该系统基部。最近研究结果更多倾向第一种假说。目前水生肉食亚目大约有5 500个种,200多个属,含8个科。水生肉食亚目的科间水平系统发育关系虽被广泛研究,但观点仍不统一。有代表意义的有三个假说,一是豉甲科(Gyrinidae)位于系统基部,接下来是龙虱科(Dytiscidae)、两栖甲科(Amphizoidae)、水甲科(Hygrobiidae)、小粒龙虱科(Noteridae)与沼梭科(Haliplidae);二是沼梭科位于系统的基部;三是豉甲科位于系统的基部,接下来是沼梭科和龙虱总科(Dytiscoidea),其中龙虱总科由两栖甲科、水甲科、龙虱科、小粒龙虱科组成。目前根据形态学的分类,并结合分子系统学研究方法,第三种假说更符合水生肉食亚目的系统分类,也支持了水生肉食亚目作为一个单系,其祖先来自陆生的假说。

豉甲科及水生肉食亚目的分子系统发育学分析(昆虫纲：鞘翅目)

利用PAUP和MrBayes软件,对线粒体COⅠ基因序列3个密码子位置的数据模块分别进行了豉甲科（Gyrinidae）和水生肉食亚目（Hydradephaga）在亚科或科水平上的系统发育学分析,结果表明第二密码子数据模块获得了理想的分析结果。由PAUP生成的豉甲科最优树来自第二密码子数据模块的分析,而由MrBayes生成的最优树来自全部密码子数据模块的分析。此外,用对应的氨基酸序列生成的ME和MP树与第二密码子数据模块分析的结果也一致。亚科Orectochilinae和Gyrininae以高的支持率形成了单系。然而,来自亚科Enhydrinae的种Porrorhynchus landaisi landaisi呈现了异常的位置。SH-test检验也支持该异常位置,表明这个种可能代表了一个科。在来自第二密码子数据模块的水生肉食亚目最优ML树中,整个Hydradephaga树呈现单系,豉甲科位于树的基部,表明了该科在水生肉食亚目中是一个早期的分支。在树中还产生了一个单系的Dytiscoidea总科,由Dytiscidae、Hygrobiidae、Noteridae和Amphizoidae 4个科组成,单系的Haliplidae与之成为姐妹群。此外线粒体分子钟的结果表明豉甲科的5对相近种间的分化是一个短时期内发生的（0.01~1.81百万年前）,这点可能与它们的特殊地理分布有关。

位点特异性频率模型在昆虫分子系统发育分析中的应用

根据位点特异性频率模型(site-specific rate model),利用PAUP软件,对线粒体COI基因序列不同密码子位点的数据模块分别进行了豉甲科和水生肉食亚目在亚科或科水平上的系统发育学分析,结果表明第二密码子数据模块获得的系统分析结果与形态学分析结果一致。表明位点特异性频率模型在线粒体COI基因作为标记来进行昆虫分子系统发育分析上获得了更好的效果。