古代水生甲蟲特化游泳行為的趨異演化

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牙蟲科中兩種截然不同的特化游泳模式,這兩種游泳模式分別存在於兩個古老的演化支系:(i) 一群以中足倒著游泳,身體呈現半球型;(ii) 另一群是以中足與後足進行正立游泳,身體多半呈現流線型。我們透過行為實驗與生物力學分析發現球牙蟲 (Amphiops) 特化於高機動性,而另一種游泳方式我們用貝牙蟲 (Berosus) 來代表,牠們則偏向速度與加速度的提升。這兩種游泳模式在中胸與後胸的外骨骼結構及足部肌肉構造上存在顯著差異,排除了一種模式由另一種衍生而來的可能性。行為實驗表明,這兩種游泳模式各自構成形態與功能的適應高峰 (adaptive peak),而介於兩者之間的中間型模式則具有適應劣勢,這與宏觀演化分析結果一致,顯示這兩種游泳模式源自已經滅絕的一種祖徵游泳模式。我們運用跨領域研究方法的結合,成功重建了遠古牙蟲的游泳行為,並探討影響水棲甲蟲生活方式演化的適應性權衡機制。


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Reference.
Hu, F.-S., Luo, X.-Z., Kuan, K.-C., Beutel, R. G., Chi, K.-J., Liu, H.-C. & Fikáček, M. (2025) Ancient divergent evolution of specialized swimming modes in aquatic beetles. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 292: 20243093.

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