夜蛾總科分子親緣關係與最新科級分類處理

A new molecular phylogeny offers hope for a stable family-level classification of the Noctuoidea (Lepidoptera)

文獻來源: Zahiri, R., I. J. Kitching, J. D. Lafontaine, M. Mutanen, L. Kaila, J. D. Holloway and N. Wahlberg. 2010. A new molecular phylogeny offers hope for a stable family-level classification of the Noctuoidea (Lepidoptera). Zoological Scripta.[Abstract]

簡介

夜蛾總科之高階分類(科級、亞科級)在近十年隨分子親緣重建與更多的形態特徵於主要的十來篇文章中討論，分類系統亦從爭議到漸趨獲得共識，而持續在解決的問題包括(1) 後翅三叉群、四叉群夜蛾以及與毒蛾、燈蛾之親緣關係、(2) 各亞科之間的關係以及(3) 一些物種數少的分類群之系統發生位置為何等。本文章使用7段核DNA蛋白轉錄基因與1段粒線體DNA COI序列，來重建物種數高達4萬2至7萬種之多且高階分類仍大穩定的夜蛾總科分類群。

材料上選用鉤蛾、天蛾、天蠶蛾與尺蛾等4個外群以及夜蛾總科148個分類群(含50個亞科、51族以及16個高階分類地位不明類群)。由於Doidae已在稍早的文章被認為與鉤蛾總科關係較近，因此並未納入分析。方法上使用Maximum Parsimony (MP)與Maximum Likelihood (ML)方法進行分子親緣重建，序列資料分成3組來分析，分別為(1) 所有基因一同分析; (2) 除粒線體COI序列之外的所有基因一同分析以及(3) 將所有基因之密碼子第三位置刪除後之序列來分析，最後以Bootstrap與Bremer support獲得樹形支持度。

由於MP與ML方法以及資料分組所獲得的夜蛾總科高階親緣關係大體一致，故以下僅作文章最後分類處理之結論與討論作介紹，由高階至低階分類群依序為:

1. 夜蛾總科之最基群為舟蛾科(Notodontidae)，其姊妹群為澳洲產澳舟蛾科 (Oenosandridae)；
2. 尾夜蛾與蕊翅夜蛾兩個傳統之亞科級在所有樹形中皆為姊妹群並獨立於其他類群，故此處將此兩分類群獨立為尾夜蛾科(Euteliidae)；
3. 傳統之後翅三叉群夜蛾(包含主要之農業害蟲如斜紋夜蛾與小地老虎等)形成單系群，然而文章中對其內亞科級關係並未多作討論，就樹形來看各主要亞科級皆具有高支持度，然而被選用分析之木夜蛾亞科四分類群被獨立為三個枝系，顯示此亞科並非單系群;
4. 瘤蛾類群獨立於其他後翅四叉群夜蛾以及毒蛾與燈蛾之外，此枝系並被高度支持，故作者將此類群獨立為科級(Nolidae)；
5. 其他類群如裳(夜)蛾、毒蛾、燈蛾、壺夜蛾與其他中小型四叉群夜蛾被高度支持成為同ㄧ枝系，而此一枝系作者以科級階層處理為裳蛾科(Erebidae)。
6. 毒蛾成為亞科級(Lymantriinae)，其中基群為銀白毒蛾屬，並與毒蛾族＋白毒蛾族以及紋毒蛾+黃毒蛾族兩枝系形成姊妹群；
7. 燈蛾成為亞科級(Arctiinae)，與擬燈蛾亞科(Aganainae)和車厚翅夜蛾亞科(Herminiinae)之枝系形成姊妹群；
8. Boletobiine枝系包含過去大部份之廣義麗夜蛾亞科(Acontiinae)，或是Holloway (2010)提出的Aventiiane、Eublemminae、Phytometrinae等類群，此類群之食性廣泛包含取食腐植質、真菌、地衣、果實、落葉、屍體等，有別於一般植食性鱗翅目類群；
9. 傳統上依據具鋸刺口器而劃分之壺夜蛾亞科(Calpinae)與其中四個族(見前文)，在此文章之分子樹中無法形成單系群，故作者提醒就算分類群皆具有明顯之功能性形態特徵，也不一定就是一分類群成員之共有演徵(synapomorphy)；
10. 雖然裳蛾之科級地位被高度支持，然而其中分類群間關係仍無法釐清，而由此枝系基部之短枝分叉可推測可能具有快速分化(rapid radiation)的演化事件，未來的研究必須納入更多分類群來釐清。

Abstract

To examine the higher level phylogeny and evolutionary affinities of the megadiverse superfamily Noctuoidea, an extensive molecular systematic study was undertaken with special emphasis on Noctuidae, the most controversial group in Noctuoidea and arguably the entire Lepidoptera. DNA sequence data for one mitochondrial gene (cytochrome oxidase subunit I) and seven nuclear genes (Elongation Factor-1α, wingless, Ribosomal protein S5, Isocitrate dehydrogenase, Cytosolic malate dehydrogenase, Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and Carbamoylphosphate synthase domain protein) were analysed for 152 taxa of principally type genera/species for family group taxa. Data matrices (6407 bp total) were analysed by parsimony with equal weighting and model-based evolutionary methods (maximum likelihood), which revealed a new high-level phylogenetic hypothesis comprising six major, well-supported lineages that we here interpret as families: Oenosandridae, Notodontidae, Erebidae, Nolidae, Euteliidae and Noctuidae.