Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của việc tăng cường thông tin hình thái học thông qua quét micro-CT đối với vị trí hệ phát sinh của loài ong Darwin (Hymenoptera, Ichneumonidae) trong hổ phách
Tóm tắt
Việc hiểu đúng về hóa thạch và phân loại chính xác của chúng là rất quan trọng để hiểu biết về lịch sử tiến hóa của sự đa dạng sinh học. Các mẫu vật trong hổ phách thường bảo tồn nhiều thông tin hình thái hơn so với hóa thạch nén, nhưng thường bị che khuất hoặc biến dạng một phần, điều này có thể cản trở việc xác định phân loại. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu bốn loài hóa thạch ong Darwin mới từ hổ phách Baltic và Cộng hòa Dominica, sử dụng phép quét vi tính (micro-CT) và tái cấu trúc 3D để diễn giải chính xác và tăng cường thông tin hình thái học. Sau đó, chúng tôi suy luận phân loại của chúng trong một phân tích phát sinh chủng loài Bayes thông qua việc kết hợp dữ liệu hình thái và phân tử của các loài ong Darwin hiện đại và hóa thạch và đánh giá tác động cũng như tính hữu ích của thông tin bổ sung từ quét micro-CT. Kết quả cho thấy mặc dù chúng tôi đã có được thông tin hình thái đáng kể từ việc quét micro-CT, đặc biệt liên quan đến các phép đo và các cấu trúc lưng và bụng bị ẩn, điều này không làm ảnh hưởng đến vị trí phân loại ở cấp phân họ cho bất kỳ hóa thạch nào trong bốn loài. Tuy nhiên, quét micro-CT đã cải thiện độ chính xác trong việc phân loại hóa thạch ở cấp độ chi, điều này có thể rất quan trọng trong các phân tích niên đại và phân hóa trong tương lai. Cuối cùng, chúng tôi mô tả bốn loài hóa thạch mới là Rhyssa gulliveri sp. nov. trong Rhyssinae, Triclistus levii sp. nov. trong Metopiinae, Firkantus freddykruegeri gen. et sp. nov. trong Pimplinae và Magnocula sarcophaga gen. et sp. nov. trong Phygadeuontinae. Hai loài đầu tiên là đại diện đầu tiên được biết đến của các phân họ Rhyssinae và Metopiinae trong hổ phách.
Từ khóa
#hóa thạch #loài ong Darwin #quét micro-CT #phân loại #thông tin hình thái học #hệ phát sinh chủng loàiTài liệu tham khảo
Alekseev, V. I., & Bukejs, A. (2021). The first extinct species of Acritus LeConte, 1853 (Histeridae: Abraeinae) from Eocene Baltic amber: a microscopic beetle inclusion studied with X-ray micro-computed tomography. Fossil Record, 24(2), 223–231. https://doi.org/10.5194/fr-24-223-2021
Broad, G. R., Shaw, M. R., & Fitton, M. G. (2018). Ichneumonid wasps (Hymenoptera: Ichneumonidae): their classification and biology. In Handbooks for the Identification of British Insects, 7(1), 418.
Bukejs, A., Alekseev, V. I., & Legalov, A. A. (2020). A new Eocene genus of the subtribe Tylodina (Coleoptera: Curculionidae) and notes concerning local differences of Baltic amber in the Kaliningrad region. Fossil Record, 23(1), 75–81. https://doi.org/10.5194/fr-23-75-2020
Bush, A. M., & Bambach, R. K. (2011). Paleoecologic megatrends in marine metazoa. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 39(1), 241–269.
Cignoni, P., Callieri, M., Corsini, M., Dellepiane, M., Ganovelli, F., & Ranzuglia, G. (2008). MeshLab: An Open-Source Mesh Processing Tool. Eurographics Italian Chapter Conference 2008, Salerno, Italy, 2008. https://doi.org/10.2312/LocalChapterEvents/ItalChap/ItalianChapConf2008/129-136
Coty, D., Aria, C., Garrouste, R., Wils, P., Legendre, F., & Nel, A. (2014). The first ant-termite syninclusion in amber with CT-scan analysis of taphonomy. PLoS ONE, 9(8), 1–10. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0104410
Dierick, M., Cnudde, V., Masschaele, B., Vlassenbroeck, J., Van Hoorebeke, L., & Jacobs, P. (2007). Micro-CT of fossils preserved in amber. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 580(1 SPEC. ISS.), 641–643. https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.05.030
Fikáček, M., Beutel, R. G., Cai, C., Lawrence, J. F., Newton, A. F., Solodovnikov, A., Ślipiński, A., Thayer, M. K., & Yamamoto, S. (2020). Reliable placement of beetle fossils via phylogenetic analyses – Triassic Leehermania as a case study (Staphylinidae or Myxophaga?). Systematic Entomology, 45(1), 175–187. https://doi.org/10.1111/syen.12386
Garwood, R. J., Dunlop, J. A., Knecht, B. J., & Hegna, T. A. (2017). The phylogeny of fossil whip spiders. BMC Evolutionary Biology, 17(1), 105. https://doi.org/10.1186/s12862-017-0931-1
Garwood, R. J., Dunlop, J. A., Selden, P. A., Spencer, A. R. T., Atwood, R. C., Vo, N. T., & Drakopoulos, M. (2016). Almost a spider: A 305-million-year-old fossil arachnid and spider origins. Proceedings of the Royal Society b: Biological Sciences, 283(1827), 20160125. https://doi.org/10.1098/rspb.2016.0125
Guindon, S., Dufayard, J.-F., Lefort, V., Anisimova, M., Hordijk, W., & Gascuel, O. (2010). New algorithms and methods to estimate maximum-likelihood phylogenies: assessing the performance of PhyML 3.0. Systematic Biology, 59(3), 307–321. https://doi.org/10.1093/sysbio/syq010
Henderickx, H., Bosselaers, J., Pauwels, E., Hoorebeke, L. V., & Boone, M. (2013). X-ray micro-CT reconstruction reveals eight antennomeres in a new fossil taxon that constitutes a sister clade to Dundoxenos and Triozocera (Strepsiptera: Corioxenidae). Palaeontologia Electronica, 16(3.30A), 1–16.
Huelsenbeck, J. P., Larget, B., & Alfaro, M. E. (2004). Bayesian phylogenetic model selection using reversible jump Markov chain Monte Carlo. Molecular Biology and Evolution, 21(6), 1123–1133.
Iturralde-Vinent, M. A. (2001). Geology of the Amber-Bearing deposits of the Greater Antilles. Caribbean Journal of Science, 37, 141–167.
Jasso-Martínez, J. M., Santos, B. F., Zaldívar-Riverón, A., Fernández-Triana, J. L., Sharanowski, B. J., Richter, R., Dettman, J. R., Blaimer, B. B., Brady, S. G., & Kula, R. R. (2022). Phylogenomics of braconid wasps (Hymenoptera, Braconidae) sheds light on classification and the evolution of parasitoid life history traits. Molecular Phylogenetics and Evolution, 173, 107452. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2022.107452
Kasparyan, D. R., & Humala, A. E. (1995). A new genus and three new species of ichneumonids of the subfamily Oxytorinae (Hymenoptera, Ichneumonidae) from Baltic amber. Entomologicheskoe Obozrenie, 74(2), 416–419.
Kasparyan, P. (1988). New taxa of ichneumonids of the family Paxylommatidae from Baltic amber (Hymenoptera: Ichneumonoidea). Trudy Vsesoyuznogo Entomologicheskogo Obshchestva, 70, 125–131.
Kasparyan, P. (1994). A review of the Ichneumon flies of Townesitinae subfam. nov. (Hymenoptera, Ichneumonidae) from Baltic amber. Paleontological Journal, 28(4), 114–126.
Kehlmaier, C., Dierick, M., & Skevington, J. H. (2014). Micro-CT studies of amber inclusions reveal internal genitalic features of big-headed flies, enabling a systematic placement of Metanephrocerus Aczél, 1948 (Insecta: Diptera: Pipunculidae). Arthropod Systematics and Phylogeny, 72(1), 23–36.
Keyence. (2023) Product information. www.keyence.eu/dede/products/microscope/digital-microscope/vhx-6000/models/vhx-s600e/. Accessed 07 September 2023.
Klopfstein, S., Langille, B., Spasojevic, T., Broad, G. R., Cooper, S. J. B., Austin, A. D., & Niehuis, O. (2018). Hybrid capture data unravel a rapid radiation of pimpliform parasitoid wasps (Hymenoptera: Ichneumonidae: Pimpliformes). Systematic Entomology, 44(2), 361–383. https://doi.org/10.1111/syen.12333
Klopfstein, S., Santos, B. F., Shaw, M. R., Alvarado, M., Bennett, A. M. R., Dal Pos, D., Giannotta, M., Herrera Florez, A. F., Karlsson, D., Khalaim, A. I., Lima, A. R., Mikó, I., Sääksjärvi, I. E., Shimizu, S., Spasojevic, T., Van Noort, S., Vilhelmsen, L., & Broad, G. R. (2019). Darwin wasps: A new name heralds renewed efforts to unravel the evolutionary history of Ichneumonidae. Entomological Communications. https://doi.org/10.37486/2675-1305.ec01006
Klopfstein, S., & Spasojevic, T. (2019). Illustrating phylogenetic placement of fossils using RoguePlots: An example from ichneumonid parasitoid wasps (Hymenoptera, Ichneumonidae) and an extensive morphological matrix. PLoS ONE, 14(4), 1–27. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212942
Kopylov, D. S. (2012). New Ichneumonidae (Hymenoptera) from the upper Cretaceous ambers of the Taimyr Peninsula. Paleontological Journal, 46(4), 383–391. https://doi.org/10.1134/S0031030112040041
Kopylov, D. S., Zhang, Q. I., & Zhang, H. (2021). The Darwin wasps (Hymenoptera: Ichneumonidae) of Burmese amber. Palaeoentomology, 004(6), 592–603.
Kundrata, R., Bukejs, A., Prosvirov, A. S., & Hoffmannova, J. (2020). X-ray micro-computed tomography reveals a unique morphology in a new click-beetle (Coleoptera, Elateridae) from the Eocene Baltic amber. Scientific Reports, 10(1), 20158. https://doi.org/10.1038/s41598-020-76908-3
Lanfear, R., Calcott, B., Ho, S. Y. W., & Guindon, S. (2012). PartitionFinder: combined selection of partitioning schemes and substitution models for phylogenetic analyses. Molecular Biology and Evolution, 29(6), 1695–1701. https://doi.org/10.1093/molbev/mss020
Lanfear, R., Frandsen, P. B., Wright, A. M., Senfeld, T., & Calcott, B. (2016). PartitionFinder 2: new methods for selecting partitioned models of evolution for molecular and morphological phylogenetic analyses. Molecular Biology and Evolution. https://doi.org/10.1093/molbev/msw260
Leung, T. L. F. (2017). Fossils of parasites: What can the fossil record tell us about the evolution of parasitism?: Parasitism and the fossil record. Biological Reviews, 92(1), 410–430. https://doi.org/10.1111/brv.12238
Lewis, P. O. (2001). A likelihood approach to estimating phylogeny from discrete morphological character data. Systematic Biology, 50(6), 913–925. https://doi.org/10.1080/106351501753462876
Li, L., Kopylov, D. S., Shih, C., & Ren, D. (2017). The first record of Ichneumonidae ( Insecta: Hymenoptera ) from the upper cretaceous of Myanmar. Cretaceous Research, 70, 152–162. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2016.11.001
Manukyan, A. R. (2019). New Data on Ichneumon Wasps of the subfamily Pherhombinae (Hymenoptera, Ichneumonidae) in Baltic Amber with descriptions of three new species. Entomological Review, 99(9), 1324–1338. https://doi.org/10.1134/S0013873819090112
Manukyan, A. R. (2023). A New Species of the genus Crusopimpla Kopylov et al. 2018. Paleontologicheskii Zhurnal, 57(3), 84–91.
Manukyan, A. R., & Zhindarev, L. A. (2021). Fossil Darwin wasps (Hymenoptera: Ichneumonidae) from Baltic amber. Palaeoentomology, 4(6), 637–647. https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.4.6.13
Martínez-Delclòs, X., Briggs, D. E. G., & Peñalver, E. (2003). Taphonomy of insects in carbonates and amber. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 203(1–2), 19–64. https://doi.org/10.1016/S0031-0182(03)00643-6
Matthews, S. C. (1973). Notes on open nomenclature and synonymy lists. Palaeontology, 16, 713–719.
McKellar, R. C., Kopylov, D. S., & Engel, M. S. (2013). Ichneumonidae (Insecta: Hymenoptera) in Canadian Late Cretaceous amber. Fossil Record, 16(2), 217–227. https://doi.org/10.5194/fr-16-217-2013
Moser, M., Burks, R. A., Ulmer, J. M., Heraty, J. M., van de Kamp, T., & Krogmann, L. (2021). Taxonomic description and phylogenetic placement of two new species of Spalangiopelta (Hymenoptera: Pteromalidae: Ceinae) from Eocene Baltic amber. PeerJ, 9, e10939. https://doi.org/10.7717/peerj.10939
Nicholson, D. B., Ross, A. J., & Mayhew, P. J. (2014). Fossil evidence for key innovations in the evolution of insect diversity. Proceedings of the Royal Society b: Biological Sciences, 281(1793), 20141823. https://doi.org/10.1098/rspb.2014.1823
Penney, D., Dierick, M., Cnudde, V., Masschaele, B., Vlassenbroeck, J., Van Hoorebeke, L., & Jacobs, P. (2007). First fossil Micropholcommatidae (Araneae), imaged in Eocene Paris amber using X-ray computed tomography. Zootaxa, 1623(1), 47–53. https://doi.org/10.11646/zootaxa.1623.1.3
Perreau, M., & Tafforeau, P. (2011). Virtual dissection using phase-contrast X-ray synchrotron microtomography: Reducing the gap between fossils and extant species. Systematic Entomology, 36(3), 573–580. https://doi.org/10.1111/j.1365-3113.2011.00573.x
Poinar, G. O., & Mastalerz, M. (2000). Taphonomy of fossilized resins: determining the biostratinomy of amber. Acta Geologica Hispanica, 35, 171–182.
Qvarnström, M., Fikáček, M., Vikberg Wernström, J., Huld, S., Beutel, R. G., Arriaga-Varela, E., Ahlberg, P. E., & Niedźwiedzki, G. (2021). Exceptionally preserved beetles in a Triassic coprolite of putative dinosauriform origin. Current Biology, 31(15), 3374-3381.e5. https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.05.015
R Core Team. (2020). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. www.R-project.org/
Racicot, R. (2017). Fossil secrets revealed: X-ray CT scanning and applications in paleontology. The Paleontological Society Papers, 22, 21–38. https://doi.org/10.1017/scs.2017.6
Richter, A., Boudinot, B., Yamamoto, S., Katzke, J., & Beutel, R. G. (2022). The first reconstruction of the head anatomy of a Cretaceous insect, † Gerontoformica gracilis (Hymenoptera: Formicidae), and the early evolution of ants. Insect Systematics and Diversity, 6(5), 4. https://doi.org/10.1093/isd/ixac013
Ronquist, F., Teslenko, M., van der Mark, P., Ayres, D. L., Darling, A., Höhna, S., Larget, B., Liu, L., Suchard, M. A., & Huelsenbeck, J. P. (2012). MrBayes 3.2: efficient bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space. Systematic Biology, 61(3), 539–542. https://doi.org/10.1093/sysbio/sys029
Sadowski, E.-M., Schmidt, A. R., Seyfullah, L. J., Solórzano-Kraemer, M. M., Neumann, C., Perrichot, V., Hamann, C., Milke, R., & Nascimbene, P. C. (2021). Conservation, preparation and imaging of diverse ambers and their inclusions. Earth-Science Reviews, 220, 103653. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103653
Sansom, R. S. (2014). Bias and sensitivity in the placement of fossil taxa resulting from interpretations of missing data. Systematic Biology, 64(2), 256–266. https://doi.org/10.1093/sysbio/syu093
Sansom, R. S., & Wills, M. A. (2013). Fossilization causes organisms to appear erroneously primitive by distorting evolutionary trees. Scientific Reports, 3(1), 2545. https://doi.org/10.1038/srep02545
Santos, B. F. (2017). Phylogeny and reclassification of Cryptini (Hymenoptera, Ichneumonidae, Cryptinae), with implications for ichneumonid higher-level classification. Systematic Entomology, 42(4), 650–676. https://doi.org/10.1111/syen.12238
Spasojevic, T., Broad, G. R., Bennett, A. M. R., & Klopfstein, S. (2018). Ichneumonid parasitoid wasps from the early eocene green river formation: five new species and a revision of the known fauna (Hymenoptera, Ichneumonidae). PalZ, 92(1), 35–63. https://doi.org/10.1007/s12542-017-0365-5
Spasojevic, T., Broad, G. R., Sääksjärvi, I. E., Schwarz, M., Ito, M., Korenko, S., & Klopfstein, S. (2021). Mind the outgroup and bare branches in total-evidence dating: a case study of pimpliform darwin wasps (Hymenoptera, Ichneumonidae). Systematic Biology, 70(2), 322–339. https://doi.org/10.1093/sysbio/syaa079
Sutton, M. D., Rahman, I. A., & Garwood, R. J. (2014). Techniques For Virtual Palaeontology. Wiley Blackwell.
Thiele, K. (1993). The Holy grail of the perfect character: the cladistic treatment of morphometric data. Cladistics, 9(3), 275–304. https://doi.org/10.1111/j.1096-0031.1993.tb00226.x
Townes, H. (1969a). The genera of Ichneumonidae, Part 1. Memoirs of the American Entomological Institute, 11, 1–300.
Townes, H. (1969b). The genera of Ichneumonidae, Part 2. Memoirs of the American Entomological Institute, 12, 1–537.
Townes, H. (1970). The genera of Ichneumonidae, Part 3. Memoirs of the American Entomological Institute, 13, 1–307.
Townes, H. (1971). The genera of Ichneumonidae, Part 4. Memoirs of the American Entomological Institute, 17, 1–372.
Townes, H. (1973). Three Tryphonine Ichneumonids from Cretaceous amber (Hymenoptera). Proceedings of the Entomological Society of Washington, 75(3), 282–287.
van Achterberg, C. (2001). The first known fossil Masoninae (Hymenoptera: Braconidae) from Miocene Dominican amber. Zoologische Mededelingen, 75, 393–396.
van de Kamp, T., dos Santos Rolo, T., Baumbach, T., & Krogmann, L. (2014). Scanning the past—synchrotron X-ray microtomography of fossil wasps in amber. Entomologie Heute, 26(August), 151–160.
Viertler, A., Baur, H., Spasojevic, T., Mennecart, B., & Klopfstein, S. (2022a). Classifying fossil Darwin wasps (Hymenoptera: Ichneumonidae) with geometric morphometrics of fore wings. PLoS ONE, 17(11), e0275570. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0275570
Viertler, A., Klopfstein, S., Jouault, C., & Spasojevic, T. (2022b). Darwin wasps (Hymenoptera, Ichneumonidae) in Lower Eocene amber from the Paris basin. Journal of Hymenoptera Research, 45, 19–45. https://doi.org/10.3897/jhr.89.80163
Wiens, J. J., & Moen, D. S. (2008). Missing data and the accuracy of Bayesian phylogenetics. Journal of Systematics and Evolution. https://doi.org/10.3724/SP.J.1002.2008.08040
Wilson, L. A. B., Colombo, M., Sánchez-Villagra, M. R., & Salzburger, W. (2015). Evolution of opercle shape in cichlid fishes from Lake Tanganyika-adaptive trait interactions in extant and extinct species flocks. Scientific Reports, 5, 1–15. https://doi.org/10.1038/srep16909
Yu, D. S., van Achterberg, C., & Horstmann, K. (2016). Taxapad 2016, Ichneumonoidea 2015. In Taxapad Interactive Catalogue Database on flash-drive. Nepean, Ottawa, Canada. www.taxapad.com