昆虫是地球上物种多样性最高的动物类群，目前全球已正式命名的昆虫超过100万种，这与它们具翅、能飞有直接的关系。关于有翅昆虫的起源时间以及三类有翅昆虫（蜉蝣目、蜻蜓目和翅可折叠的新翅类）之间的系统发育关系却长期悬而未决，这一“古翅类难题”困扰了昆虫学家百余年之久。近日，中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳团队联合南京师范大学生命科学学院周长发团队，利用我国丰富多样的现生蜉蝣物种，结合最新的系统发育基因组学和分歧时间估算等分析手段，聚焦有翅昆虫早期辐射演化研究，重点解决悬而未决的“古翅类难题”，提出了这一难题的最新有力答案，并描绘出一幅时间和谱系均清晰完整的昆虫起源与早期演化图景。
    该研究成果实现了四方面创新突破：新测定了我国16种蜉蝣基因组，实现规模化类群覆盖；古翅类单系性获得多重证据支持，基本解决古翅类难题；利用信号解剖与数据模拟分析法，揭示原有研究的不足；结合现有昆虫化石与分子钟数据，更新有翅类起源时间。
    论文第一作者、南京古生物所博士生王业浩介绍，本研究厘清了蜉蝣目、蜻蜓目以及可折翅新翅类昆虫之间的亲缘关系。同时，厘清了系统误差来源：蜻蜓和蜉蝣亲缘关系长期不稳定是由不完全谱系分选和基因树估算误差共同导致。研究展现了有翅昆虫的早期演化图景：有翅昆虫分化之后，古翅类与新翅类迅速走向不同的演化道路、占据不同生态位。新翅类演化出独特的翅折叠机制，而古翅类则特化出刚性翅基，实现了高性能的直接飞行，最终共同塑造了当今自然界有翅昆虫的飞行和多样性格局。作者：苏雁 姬尊雨