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题目:蹦蝗属几个雄性生殖相关结构的形态分化及分类价值研究

关键词:蹦蝗属,肛上板,尾须,阳具基背片,几何形态测量学

  摘要


蹦蝗属(Sinopodisma Chang,1940)隶属直翅目(Orthoptera)斑腿蝗科(Catantopidae) 秃蝗亚科(Podisminae)是分布于中国大陆南部、日本南部和台湾的小翅类蝗虫,迄今已共知39种。雄性肛上板、尾须及阳具基背片是其交配器官的重要组成部分,但肛上板、尾须及阳具基背片的形态特征在蹦蝗属分类中却很少应用。
为探讨蹦蝗属雄性肛上板、尾须及阳具基背片的形态结构变化规律及分类价值,本文采用几何形态测量学方法对蹦蝗属有代表性的18个物种(其中大陆地区13种,台湾地区3种,日本地区2种),224个个体的雄性肛上板、尾须及阳具基背片形态进行了分析。在蹦蝗雄性肛上板选取13个同源标志点,以第1个和第5个标志点为基准线;尾须上选取5个标志点,以第4个和第5个标志点为基准线;在阳具基背片上选取14个标志点,以第1个和第8个标志点为基准线。对三个结构的标志点坐标分别进行差异性分析、相关性分析、CVA分析和聚类分析。实验结论如下:
1、雄性肛上板、尾须及阳具基背片大小的种内及种间变化:方差齐性检验结果表明18个种蹦蝗雄性肛上板、尾须及阳具基背片的种内个体间形态差异不明显。Duncan检验结果表明18种蹦蝗雄性肛上板、尾须及阳具基背片的形态具有明显种间差异。箱线图结果显示大陆类群雄性肛上板、尾须及阳具基背片比台湾类群和日本类群小。
2、雄性肛上板、尾须及阳具基背片大小变化的相关性:相关性分析结果显示肛上板和尾须两者的皮尔逊相关系数相关系数为0.656,尾须和阳具基背片两者的皮尔逊相关系数相关系数为0.555,肛上板和阳具基背片两者的皮尔逊相关系数相关系数为0.739。相关系数大于0.5小于0.8,表明肛上板和尾须之间,肛上板和阳具基背片之间,尾须和阳具基背片之间中度正相关。推测蹦蝗属肛上板、尾须及阳具基背片三者之间符合相关演变模型。
3、雄性肛上板、尾须及阳具基背片形态变异:在CVA散点分布图中,各物种分别有自己的分布中心,物种相互之间有一定程度的重叠,但整体上没有完全重叠的情况发生。肛上板、尾须散点图可以明显区分18个种,而阳具基背片的散点图结果显示,所有物种虽重叠严重,但仍可以区分开物种。从部分扭曲图可知,肛上板的主要差异位置多集中于顶端和基部。尾须的主要差异位置多集中于基部、上枝和下枝。阳具基背片的主要差异位置多集中于桥和侧板。
4、雄性肛上板、尾须及阳具基背片形态变化的规律:聚类分析结果将蹦蝗属分为若干个分支。肛上板聚类结果显示,中国大陆类群和台湾类群关系比较近,台湾类群和日本类群关系比较近,中国大陆类群和日本类群关系比较远。其中大陆类群可以尽一步划分,最少可以化分为两类。推测蹦蝗属肛上板在历史演化方面可能存在连续性。而尾须和阳具基背片的聚类结果显示,中国大陆类群、台湾类群和日本类群没有明显分开,说明三个类群的关系比较近。这一结果与传统的形态分类及支序分类结果有所差异。
5、蹦蝗属的肛上板、尾须及阳具基背片具有明显的分类价值。