昆虫中肠的发育如何揭示它们的进化历史

由筑波大学领导的一个研究小组发现，firebrats (Thermobia domestica)中的中肠中肠上皮仅由卵黄细胞产生，这种组织的育何两极形成可能始于翼状胬肉。Credit: University of Tsukuba
（神秘的揭示进化地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by University of Tsukuba）：昆虫已经存在了数亿年，但是历史它们的进化关系仍然没有被完全了解。现在，昆虫来自日本的中肠研究人员发现，一个古老的育何昆虫谱系可以帮助人们更清楚地了解它们的过去。
在最近发表在《节肢动物结构与发展》上的揭示进化一项研究中，筑波大学领导的历史一个研究小组揭示了通过研究被称为萤火虫的昆虫的肠道发育，可以揭示古代无翅昆虫和更现代的昆虫有翅昆虫之间的关系。
Zygentoma是中肠一个分类目，包括银鱼和萤火虫，育何是揭示进化一组古老的快速移动的无翅昆虫。Zygentoma是历史Pterygota(有翼昆虫)的姐妹群，它们共同组成了双冠亚目。双颚类(下颚通过两个铰链附在头部的昆虫)包括除跳颚类和内颚类(即口器包在头囊中)无颚类以外的所有昆虫。
关于昆虫进化的一个特别感兴趣的领域是中肠上皮的形成，因为这种组织在发育过程中形成方式的差异反映了群体之间的进化步骤。
“关于Zygentoma中这种组织起源的报告一直是混合的，”该研究的高级作者Ryuichiro Machida教授说。有些指出它只来自卵黄细胞，如在其他无翅目中，而另一些则指出双重起源，类似于在古翅目中的起源，包括蜉蝣目(蜉蝣目)和蜻蜓目(蜻蜓目)——翼翅目中的原始有翅昆虫
在一些较古老的无翅六足动物谱系中，包括Archaeognatha和entognathous apterygotes(原尾目、弹尾目和双尾目)，这种组织仅由卵黄细胞发育而来；这被认为是六足动物(包括大多数节肢动物物种，包括昆虫)的地面规划特征之一或基本方面。
在新翅目昆虫中，这是一组可以在腹部上方弯曲翅膀的昆虫，包括大多数有翼昆虫，中肠上皮来自原基(能够形成一部分或器官的胚胎区域)，在发育中的前肠和后肠的末端或附近分化。这个过程被称为双极形成。
在古翅目中，中肠上皮有两个起源。中肠中点的上皮起源于卵黄细胞，而在中肠的前部和后部，该组织通过双极形成而形成。古翼龙的这一发展特征代表了无翅昆虫和新翼龙之间的进化过渡。
研究小组研究了Thermobia domestica的中肠上皮，发现它仅来源于卵黄细胞，没有前肠和后肠起源。他们的结论是，如上所述的原基在双极形成中的参与可能起源于翼状胬肉而不是双髁突。
这项研究阐明了昆虫发育的进化阶段。未来的研究将需要检查双极形成在古翅目和新翅目之间的差异，在古翅目中双极形成的方法被认为是祖先的，在新翅目中双极形成可能是衍生的。