世界蟋蟀次目物种多样性及生物地理学研究

作     者：赵鑫 

作者单位：河北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘浩宇

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：蟋蟀次目 物种多样性 分布格局 分布中心 动物地理 

摘      要：生物多样性的地理格局源于进化和生态过程,这些过程决定了物种、谱系和生态特征随时间的增加、维持和耗竭。物种分布受气候条件、历史事件、生物相互作用和人类影响。了解生物多样性分布对于管理当前的生物多样性危机至关重要。昆虫纲隶属于动物界物种最丰富的门—节肢动物门,蟋蟀次目Gryllidea隶属于昆虫纲Insecta直翅目Orthoptera螽亚目Ensifera,是昆虫纲古老的类群之一,所以以世界蟋蟀次目为研究材料,基于详尽的物种信息和地理分布数据,对其物种多样性组成、分布格局、丰富度格局和世界动物地理区域划分进行了研究,具有重要科学价值。在物种多样性分析中,通过统计表明:(1)截止到2020年12月,世界蟋蟀次目物种共描述2总科6科702属6,089种(亚种)。其中,蟋蟀科属种最丰富,有362属3,356种(亚种),分别占全部属种的51.27%和55.12%;蚁蟋科属种最少,只有6属91种(亚种)分别占全部属种的0.84%和1.49%;(2)蟋蟀科均在除南极洲外各个区域物种最丰富,蛉蟋科次之;(3)蟋蟀次目物种数量按照区域由多到少依次为:亚洲2,242种(亚种)南美洲1,532种(亚种)非洲949种(亚种)大洋洲527种(亚种)北美洲495种(亚种)欧洲198种(亚种);(4)非洲、南美洲和亚洲是物种多样性较高的地区。基于18,319条有效数据,运用地理信息系统(Arc Gis)绘制分布格局发现:(1)世界蟋蟀次目主要集中在南纬55度至北纬55度的大陆上,极寒地区几乎没有分布;(2)在欧洲、亚洲和澳大利亚地区呈现连续性;(3)不同亚科的分布格局呈现多样化。其中,5个亚科(蟋蟀亚科、树蟋亚科、蝼蛄亚科、癞蟋亚科、针蟋亚科)在世界除极寒地区外,广泛分布。这一特点与整体分布格局展现出一致性;3个亚科(额蟋亚科、瓣蟋亚科、赛蟋亚科)分布范围最小,呈狭域分布。采用2°×2°网格将世界地理划分,并统计网格物种数量,得到物种丰富度格局发现:(1)世界蟋蟀物种主要集中在北美洲东南沿海地区、中美洲、亚洲东南沿海地区、马来群岛和昆士兰及周围小岛5个地区;(2)从不同亚科阶元来看,癞蟋亚科的分布中心最为广泛,在温带和热带均有分布;(3)6个宏观地理区域的分布中心,大多集中在沿海地区。基于5,938种蟋蟀地理分布信息,利用Sorensen相似性系数进行聚类,发现世界动物地理区域可以划分为6界:印度—太平洋界、西古北界、东古北界、非洲—澳大利亚界、新北界和新热带界。通过本研究得到:(1)世界蟋蟀次目共6,089种。从物种数量和分化程度两个方面统计得到:蟋蟀科物种数量最丰富,蛛蟋亚科的分化程度最高;(2)不同亚科的分布格局和丰富的格局呈现多样化;(3)蟋蟀次目在世界分布广泛并展现出不对称性、连续性和边缘化,在沿海地区和热带地区物种分布较密集;(4)根据蟋蟀地理分布数据,将世界动物地理划分为6界。本研究结果揭示生物多样性格局和多样性中心具有重要理论价值,并对其他昆虫类群的格局研究起到借鉴意义。