蝶角蛉翅形多样性、地理分布格局与演化趋势研究

发布时间：2017-03-18 15:06

  本文关键词：蝶角蛉翅形多样性、地理分布格局与演化趋势研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：昆虫的分类与系统发育研究均需要有雄厚的昆虫形态学的研究基础,蝶角蛉翅轮廓具有丰富的多样性,但长期以来对这一形态特征的研究十分薄弱,主要原因是缺少对这类特征做精确描述和分析的方法。本论文针对这个问题,尝试了用几何形态学的方法对蝶角蛉翅轮廓特征进行描述和分析,总结蝶角蛉翅轮廓变异的规律和分布格局,探讨翅轮廓的演化趋势。 本研究利用椭圆傅里叶分析法量化描述了69属222种蝶角蛉的前后翅轮廓,依据得到的前后翅轮廓的特征数据重构了蝶角蛉的翅轮廓图。从前3个主成分的叠加重构图中,找到了翅轮廓变异的主要位点和变化趋势。翅轮廓样本的PCA散点图揭示了翅轮廓在一些位点上的变异离散方向和变化幅度,同时揭示了多数样本翅轮廓形状与平均翅轮廓形状较为相似的现象。通过对翅轮廓特征的非加权组平均聚类(UPGMA)分析,确定了欧氏距离0.04为翅型分类标准,划分出10种前翅轮廓类型和11种后翅轮廓类型。并在此基础上归纳出222种蝶角蛉共有48种前后翅轮廓组合型,其中的5种翅轮廓组合型Ⅱ-Ⅶ、Ⅱ-Ⅷ、Ⅱ-Ⅲ、Ⅷ-Ⅰ和Ⅴ-Ⅷ是蝶角蛉物种中最普遍的翅轮廓组合型。 论文研究了6大动物区系翅轮廓组合型的分布格局,发现翅轮廓的多样性与物种多样性的排序有高度的一致性,说明翅轮廓变异对物种分化有重要的影响。对典型气候型中翅轮廓组合型分布格局的分析,证明了温带是保留蝶角蛉原始物种比例最多的地区。最后根据分支生物地理学的原理,运用特有性简约性分析的历史生物地理学方法,进一步探讨了翅轮廓组合型的分布,以及动物区系间的关系。所有研究数据都支持以下推断：1)蝶角蛉的原始类型应出现在大陆板块裂解之前；2)Ⅱ-Ⅲ是蝶角蛉最原始的翅轮廓组合型；3)澳洲区和古北区翅轮廓组合型的原始成分比例最大,而新热带区是物种分化最快的区系；4)蝶角蛉的翅轮廓是由原始型向着不同的方向辐射演化的。 另外论文还通过对8种蝶角蛉145个样本翅轮廓的分析比较,确定了翅轮廓的量化数据可以作为一个有价值的分类特征,用于蝶角蛉部分属种的分类鉴定。 本研究首次利用几何形态测量学的方法对蝶角蛉的翅轮廓进行了量化描述和比较分析,并建立了翅形特征精确的提取和检测方法,研究结果为蝶角蛉科分类学以及系统发育学研究提供了重要依据,并为计算机自动识别昆虫物种奠定了良好的研究基础。
【关键词】：蝶角蛉 翅轮廓组合型 椭圆傅里叶分析法 分布格局 演化趋势
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q968
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 前言9-10
• 第一章 研究综述10-23
• 1.1 昆虫翅形态学研究10-13
• 1.1.1 国内的翅形态学研究进展10-12
• 1.1.2 国外的翅形态学研究进展12-13
• 1.2 轮廓形态测量法在生物分类应用中的研究进展13-20
• 1.2.1 轮廓法的发展14-18
• 1.2.2 轮廓法在生物系统分类研究中的应用18-19
• 1.2.3 轮廓法与标点法的比较19-20
• 1.3 蝶角蛉科昆虫的飞行习性研究20-22
• 1.4 蝶角蛉翅轮廓特征研究现状22-23
• 第二章 不同信息来源的翅轮廓数据的误差分析23-32
• 2.1 材料与方法23-27
• 2.1.1 材料23
• 2.1.2 研究方法23-27
• 2.2 结果与分析27-31
• 2.2.1 来源不同的翅轮廓特征差异描述27-29
• 2.2.2 来源不同的翅轮廓特征差异分析29-31
• 2.3 结论31-32
• 第三章 蝶角蛉翅轮廓类型研究32-46
• 3.1 材料与方法32-33
• 3.1.1 材料的选取32
• 3.1.2 研究方法32-33
• 3.2 结果与分析33-44
• 3.2.1 翅轮廓差异描述分析33-38
• 3.2.2 翅轮廓类型的划分38-41
• 3.2.3 翅轮廓类型描述41-44
• 3.3 结论44-46
• 第四章 动物区系蝶角蛉翅轮廓型的研究46-54
• 4.1 材料与方法46-47
• 4.1.1 材料的选取和研究方法46
• 4.1.2 陆地动物地理区系的划分46-47
• 4.2 结果与分析47-52
• 4.2.1 蝶角蛉翅轮廓组合型的地理分布47-48
• 4.2.2 动物区系蝶角蛉翅轮廓组合型统计分析48-52
• 4.3 结论与讨论52-54
• 第五章 典型气候蝶角蛉翅轮廓型的研究54-69
• 5.1 材料与方法54-56
• 5.1.1 材料的选取和研究方法54
• 5.1.2 气候类型的特点及分布54-56
• 5.2 结果与分析56-68
• 5.2.1 不同气候类型中蝶角蛉翅轮廓组合型的统计与分析56-60
• 5.2.2 翅轮廓组合型适应的气候类型统计结果60
• 5.2.3 温度对翅型分布的影响60-64
• 5.2.4 湿度对翅型分布的影响64-68
• 5.3 结论与讨论68-69
• 第六章 蝶角蛉翅轮廓的演化趋势研究69-76
• 6.1 材料与方法69-70
• 6.1.1 24种翅轮廓组合类型的地理分布PAE矩阵的建立69
• 6.1.2 24种翅轮廓组合型分布区分支图的构建69-70
• 6.2 结果与分析70-71
• 6.2.1 蝶角蛉24种翅轮廓组合型在六大动物地理区的数量统计70
• 6.2.2 蝶角蛉翅轮廓组合型分布区支序分析70-71
• 6.3 结论与讨论71-76
• 6.3.1 蝶角蛉最原始的翅轮廓组合型71-72
• 6.3.2 蝶角蛉翅轮廓组合型的演化方向72-73
• 6.3.3 蝶角蛉物种的起源、扩散与演化73-76
• 第七章 蝶角蛉翅轮廓形状差异及其分类学价值研究76-85
• 7.1 材料与方法76-77
• 7.1.1 实验材料的选取76-77
• 7.1.2 蝶角蛉翅图像获取及图片处理77
• 7.1.3 椭圆傅里叶分析和PCA散点分析(PCA scatter plots)77
• 7.1.4 多元力差分析(MANOVA)77
• 7.1.5 聚类分析77
• 7.2 结果与分析77-84
• 7.2.1 翅轮廓形状的变异分析77-82
• 7.2.2 翅轮廓多元方差分析结果82-83
• 7.2.3 物种聚类结果分析83-84
• 7.3 结论与讨论84-85
• 第八章 问题与展望85-86
• 8.1 存在的问题85
• 8.1.1 样本量偏少对研究结果有一定的影响85
• 8.1.2 采集信息不详影响分析判断85
• 8.2 展望85-86
• 参考文献86-95
• 附录95-141
• 图版141-155
• 致谢155-157
• 作者简介157

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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7 Yasemin G

本文编号：254614