Content uploaded by Zhi-Shun Song
Author content
All content in this area was uploaded by Zhi-Shun Song on May 03, 2017
Content may be subject to copyright.
第27卷第 1期
2OO4年 3月 辽宁师范大学学报(自然科 学版 )
Journal of Liaoning Normal University(Natural Science Edition) Vo1.27 No.1
Mar. 2O04
文章编号 :1000-1735(2004)01.0069.04
唇足纲和蜈蚣目多足动物的系统分类
宋志顺, 宋大祥, 朱明生
(河北大学 生 命科 学学院 ,河北 保定 071o02)
摘 要 :多足类的研究和教学在国内相对而言是~个薄弱的领域.就前人对唇足纲各目之间的亲缘关系的研究作了
简单的回顾 ,并介绍了蜈蚣目科级阶元分类系统的 3种不同观点 ,为我 国今后对这一类群开展深入研究和有关的教学
提供必要的参考资料.
关键词 :多足类 ;唇足纲;蜈蚣 目;亲缘 关系;系统学
中图分类 号 :Q959.26 文献标识码 :A
唇足纲 Chilopoda隶属于 节肢动物 门 A m1mp0da颚 肢亚f1 Mandib ̄ata的多 足总 纲 Myriapo,h,这 类动物俗称 为蜈 蚣
(centipedes),全球约有 3 300种 ,蜈蚣体长一般在 10~100 mm之间 ,身体的每一 体节生有 一对步足 ,夜行性 食肉动物.全
世界分布,以亚热带和热带地区种类居多,常生活在阴暗潮湿的环境中,如石块、树皮、落叶层下,草丛和洞穴内.唇足纲
是多足总纲中的一个重要类群,其 中的蜈蚣 目又是本纲 中重要的一类.各 国学者对这两个分类单元的系统 发生较多关
注,我们在本文 中对 国外在这一方面 的研究情况作一介绍 ,以供读者参考 .
1 唇足纲各 目的亲缘关 系
唇足纲动物的主要特征为头部后面第一躯干节的附肢变异发展为一对巨大的颚肢 (foreipules),覆盖住口器的大部
分,毒腺开口于颚肢的末爪 ;颚肢的基节和第一躯干节的腹板愈合成一块 巨大完整的骨板 ,称为基胸板(coxosternite).
现生的唇足纲动物有 5个 目:地蜈 蚣 目Geophilomorpha,蜈蚣 目 Seolopendromorpha,杯蜈蚣 目 Craterosfigmomorpha,石蜈
蚣目Lithobiomorpha和蚰蜒 目 Scutigemmorpha.另在美 国纽约州的泥盆纪中期的地层 中发现的一已灭绝的泥盆蜈蚣目——
Devonobiomorpha[ .在讨论它们的亲缘关系之前,先将现生的 5个 目作一简要的介绍 .
地蜈蚣的种类身体细长,蠕虫状 ;无眼,触角 和步 足都很短;生有 27~191对步足和有足体节 (peIdal segments)l2 ;有 14
科,约 1 100种.蜈蚣 目的种类有 21或者 23对步足和有足体节 ;分 2或 3科 ,约 620种;在蜈蚣属 Scolopendra有 很多种类
体型较大 ,例如 Scolovendraga/aVagoens/s,某些个体可达 400 nan[引,即使遇到小型 的兽类 ,鸟和蛇等这样的脊椎动物 ,也会
凭其强大的毒颚进行攻击.杯蜈蚣是一个 很特殊的类 群,有 l5对步足,仅具 7对气孔 ,许多特征界于蜈 蚣 目和石蜈蚣 目
之间;包括 1科,2种,仅见于南太平洋 的塔斯马尼亚岛和新西兰南部的岛屿.石蜈蚣有 15对步足 ,是唇足纲中种类最多
的类群 ,有 2科,超过 1 500种 .蚰蜒的触角和步足都很长,分为很多节 ,也具有 15对步足 ;种类 少,仅 1科,约 80种 ;它们
有许多特征与前面的4目有很大的不同,被认为是唇足动物系统发育首先分离出来的一支.
唇足纲 的系统发育在多足总纲中(唇足纲 ,综合 纲 Symphyla,少足纲 Pauropoda和倍 足纲 Diplopoda)引起的争论 最多 .
长期以来 ,学者们对唇足纲内的分类系统有两种意见 :一种 意见是分为整形亚纲 Epimorpha和改形亚 纲 Anamorpha;另一
种意见是分为背气 门亚纲 Notosfimophora(Scutigemmorpha)和侧气 门亚纲 Pleurostigrnorphora J.现分别叙述如下:
(1)把唇 足纲分成改形亚 纲 Anamorpha(=Scutigeromorpha+Lithobiomorpha)和整形亚纲 Epimorpt18.(=Epimorpha s.
str.(: Geophilomorpha+ Seolopendromorpha)+Craterosti鲫 岫 )两个亚纲【 .其理由在于 :蚰 蜒目和石蜈蚣 目两大
类群存在一种称 为“增节变态”的发育模式 ,即体节和步足在胚后期 的发育过程 中不断增加 .蚰蜒 的第一幼虫期 ,只有 4
对发育完全 的步足;在随后 的胚后发育过程 中,体节和步足的数量将逐次经历 5、7、9、11、13和 15,这一发育阶段称为胚
后发育 的改形 变态期(栅 瑚 c pbase).之后,还要 经历 4个胚后期 幼体,这一 阶段体节 数没有 变化 ,称 为整形 变态期
(eDimorphic phase)[2・71.石蜈蚣最初具有 7对发育完全的步足,也需经历 8、10、12、13和 15的改形变态期和 4个 整形变态
期,达到成体L2, .因此这两个类群称为改形类(Ana啪 ).
收稿 日期 :2003-09-15
基金项 目:国家 自然科学基金重点资助项目(3o13o040);河北省动物学重点学科资助项目
作者简介:宋志顺(1978.),男 ,河北承德人 ,河北大学硕士研究生.
宋大祥(1935.),男,浙江绍兴人,河北大学教授,博士生导师,中国科学院院士
维普资讯 http://www.cqvip.com
70 辽宁师范大学学报(自然科 学版 ) 第 27卷
然而 .地蜈蚣和蜈蚣只具整形变态期,即最初的幼体已具有成 体的体节和步足的数量,因此称为整形类(Epimorpha).
杯蜈蚣的归属还不十分确定,因其只经历一个改形变态期,就具有成体的体节和步足.因此一些学者建议将其作为整形
类的姐妹群[1・5・8・91.
(2)根据蜈蚣的呼吸器官——气门—— 的位置的不同,把唇足纲分成背气门亚纲 Notostigmorphora和侧气门亚纲 Pleu—
rosfi ̄norphom.背气门亚纲只有蚰蜒 目一目,它 的7个单一的气门位于背板后缘的中央位置.此外 ,蚰 蜒还具有 其他一些
独有的特征 ,如类似昆虫复 眼的拟复眼;触角多节(一般超过 400节 );15对非常长的步足,血淋巴中存在一种特 殊的呼吸
色素 等.其余 4目在身体两侧的皮膜状侧板上有 成对的气门,因此被归入侧气 门亚纲 .侧气门亚纲多 足类动物还有 其他
一些共同的特征:如身 体更细长 ;背腹扁平;触角节较少(一般不超过 35);步足更短 ;血淋巴中不存在特殊的呼吸色素等.
基于 以上形态学的特征 ,目前一些学 者u-6 J都支持 Notostigmorphora
和 Pleurostigmomorphom的分类系统.同时 ,该分类 系统也得 到了分子序列
分析的支持【 .9 J(图 1).
Giribet et .(1999)_9j对唇足纲 l2种蜈蚣的 18S rDNA和部分 28S rD-
NA序列进行测定分析.研究的结果显示唇足纲作为单系类群是不容置疑
的,它可被分成两亚纲,即背气门亚纲和侧气门亚纲,这与形态学的研究
结论一致 . 。 &Giribet(2oo'2)[4 J对唇足纲进行了更全面 的支序分
析,它不仅包括单独的形态学和分子数据的支序分析,而且还把形态学和
分子学的数据结合起来进行支序分析.他们研究取得的3种结果不仅都
支持 了背气门类和侧气 门类 的系统 发育假说 ,而且还 证明了在唇足纲的
系统发育中,形态学和 18S及28S rRNA分 子序列 数据的分析具 有高度 的
一致性 .
2 蜈蚣 目系统分类学研究进展
Scutigerom1orpha( Notostigmorphora)
Craterostigmomorpha
Scolopendromorp ]
Geophilomorpha .j
图1 依据形态学特征 (D0hle,1985;Shear&
Bonomo, 1988)和 分 子 数 据 (Giribet et .
1999;Edge &Giribet,20o2)得到的唇足
纲各 目的亲缘 关 系(仿 Giribet et .1999).
目前 ,蜈 蚣目的科及亚科阶元的分类还尚存争议 .以下我们对该 目分
类的研究简史 以及存在 的 3个不 同的科级 分类系统作一介绍 .
1758年 ,I ̄lnaeL1s首先 报 道 了 蜈 蚣属 , ,并且 描 述 一 种 距蜈 蚣 Scolopendra morsitans ISnnaeus,1758.Leach
(1815)l10J建立蜈蚣科 Scolopendridae,包括石蜈蚣属 Lithobius(现 已归入石蜈蚣 目),蜈蚣属 Scolopendra和盲蜈蚣属 Cryptops.
Newport(1845)[“J根据外部呼吸器官的结构和数目,将蜈蚣科分成 3个亚科.1887年,Haase[ J贝Ⅱ根据有足体节和气门的
数 目也将蜈蚣科分成 3个亚科.1895年,pocockL131建议 将蜈蚣科提升为蜈蚣 目Scolopendromorpha.
Auems(193o)L14]出版了第一 部关于世界蜈蚣区 系的专著.他 根据蜈 蚣单眼的有 无,将蜈蚣 目分成 2科 ,蜈蚣科
Seolopendrldae(有眼)和盲蜈蚣科 Cryptopidae(无眼)(图 2).从此大多数学者都采用 Attems的分类系统 ,此后 的约 6o年间
虽然报道了很多新属和新亚科 ,但是对科级阶元的修订却从来没有过 .到 1996年 ,Shileyko[ J指 出Attems的分类系统似乎
反映了蜈蚣 的生态一形 态学 coo-morphology),而非 系统发育的亲缘关 系 .这一 系统没能解 释盲蜈蚣科如果 作为 一个单 系
群 ,为什么存在如此多的不 同类群 ,如 Scolopocryptops(23体节 ,1O对 气门),Dinocryptops(23体 节,11对气门),Plutonium
(21体节,19对气门 ),Cr)ptops(21体节 ,9对气f-j).因此 ,他提出盲蜈蚣科或许不是一个自然的单系群,而 Plutonium属凭
借其独特的形态特征,不仅可 以被提升为科级,甚至应该具有 总科的地位.
Scolopendromorpha
:.,:。 。 。 : : 、: 幻 i 。
..。,..,.。
。
\
Ot
\
ostig 愀 c叫 。p/ma/
e cat!psinae' ̄Sco。 叫。咖 。
图2 Attems(193o)的蜈蚣 目分类 系统(前 面数字为有足体节数,后 面括号 内为 气门数)
Shileyko[ 在 1992年提 出 Hasse的分类系统虽然有些内容已过时 ,但要比 Attems的系统更能反 映蜈蚣的系统发育 .
他在该文 中根据有 足体节 和气 门的数 目,将蜈 蚣 目分 成 3科 :尖 盲蜈蚣 科 Scopocryptopidae(23有足体节 ,10或 11对 气
门),蜈蚣科 Seolopendridae(21有足体节和 9或 1O对气门)和暗蜈蚣科 Hutoniidae(21有足体节,19对气门)(图 3).
1997年 ,Shaeyko&Pavhnov[.17]对蜈蚣 目所有类群进行支序分析,认为 21有足体节应当是蜈蚣 的祖 征、但是,MineUi d
a/.(2zoo)C21提 出S ̄eyko&Pav ̄nov的支序分析距阵中的第 1,2,3,4,9和 10特征极相很值得商榷 、因此他们重新编码这
些特征极相,并且排除了颇受争议的第 2特征“有足 体节的数 目”,完成一个新的蜈蚣 目系统发育的支 序图、他们 新得到
的结果并没有推翻仿蜈蚣属 Sco/opendros/s的 23 有足体节的存在作 为蜈 蚣 目的祖征的假说,并认为一个 可能的演化步 骤
是先产 生 2l对 步足 的种类,然 后部 分种类反 向 23对步 足的方 向 演化,而 产生 了像 Newport/a,T'u/ops,D/nocryptops,
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 1期 宋志顺 等 : 唇足 纲 和蜈蚣 目多足动物的 系统分类 71
/
Scolopendropsinae \
Sco1o
图3 Shileyko(1992)的蜈蚣 目分类系统(前面数字为有足体节数,后面括号 内为气门数 )
Ectonoeoptops,So ̄lopo2ryptops,Ke ̄ops,Tha/kethops和Kartops的种类 .但是 Minelli et .也承认他们的严格合意树并不理想,
蜈蚣目系统发育假说只是临时的.
Shelley(1997)[18]认 为 Plutonium属的 19对气 门只是 属级 特征.他将 Theatops和Plutonium归入亚科 Plutoniuminae(=
Plutoniinae=Theatopsinae),隶属 于盲 蜈 蚣 科 ,这 实 际 与 Attems(1930)将该两属归入亚科 Theatopsinae是 一致 的.Shelley
(1997)指出 Shileyko(1992)的分类 系统并不 完整,至少 缺少 3个属(D/nocr3ptops Crabill;Tha/kethops Crabill;Ecton,x'Optops
Crabil1).更重要的是该系统并没有对蜈蚣的祖征和衍征作出准确的评估,因此无法确保他划分的类群就是代表了真实亲
缘关系的单系群 .Shelley还认 为 Plutoniumionae和 Cryptopinae是盲蜈蚣科 的祖 先,而 Scolopocryptopinae因其独特 的生物 地
理分布而暗示不 同的起源和系统发育.它与前 2个类群是趋同进化 ,因此被提升为科级地位 .Lewis(2001)¨ 同样没有采
纳 Shileyko(1992)的分类 系统 ,尽管他也承认 Attems(1930)的系统 确实也存在许多值得探讨 的地方.
因此 Shelley(20o2) J在他 的新 著“A ofthe North Amm an C,emipede3 ofthe Order Scolopendromorpha(Ch@od ̄)”
中,提 出了一个新的蜈蚣 目分类系统,该系统也包括 3科 :蜈蚣科 Seolopendridae(具眼,21有足体节 ,除仿蜈蚣属 Scolopen—
drosis之外 ),盲蜈蚣科 Cryptopidae(无眼 ,21有足体节)和尖盲蜈蚣科 Scolopocryptopidae(无 眼 ,23有足体节 )(图 4).
Scolopendromorpha
。
“ o
 ̄idae(opidae a ~~ 23 ̄-opocryptopidae(a) ) ()
e、vion
图4 Shelley(2(X)2)的蜈蚣目分类 系统(前面数字为 有足体节数,后面括 号有单眼的为(P)无(a))
Edgecomb ̄&Giribet(2(X)2)[ ]依据不同数据分析得到的 3个支序图(图 5~7),有关蜈 蚣目系统发育 的部分一致表 明
Coptops属在最基部 ,并提 出盲蜈蚣科 Cryptopidae是一个并系类群 .这与 Sc}lileyk0(1996),Schileyko& Pavlinov(1997)认 为
它不是一个 自然类群的观点相一致 .3个支序 图中只有一个不 同点,即 Theatops和Scolopocryptops之间的关系.形态学的结
果支持 应将 Theatops和 Scolopo ̄ptops分开 .但 是 ,分 子 数据 和分子与 形 态两 种数据相结合 的结 果都 显 示 Theatops和
Scolotx ̄ ptops两属聚合在一起 .
Geoph ilomo叩ha(外群 )
Cryptops
Theatops
Scolopocryptops
Scolopendra
Comocephalus
Alipes
Ethmostijmus
Rhysida
图5 根据形态学数据得到
的蜈蚣 目亲缘 关 系的支序 图
(据 Edge &Giribet,2002
修 改)
Geophilomo叩ha(外群 )
Cryptops
Theatops
Scolopocryptops
Scolopendra
Comocephalus
, es
Ethmostijmus
Rhysida
图 6 根 据 分 子 数据 得 到 的
蜈蚣 目亲缘 关 系的 支序 图
(据 Edgecombe& Giribet,2OO2
修 改)
Geophilomo叩ha(外群 )
Cryptops
Theatops
Scolopocryptops
Scolopendra
Comocephalus
Alipes
EthmostUmus
Rhysida
图 7 根 据 分 子 与形 态联 合
数据得 到 的蜈蚣 目亲缘 关 系
的支序 图 (据 Edgeconlbe&
Giribet,2O02修改 )
维普资讯 http://www.cqvip.com
72 辽宁师范大学学报(自然科学版) 第27卷
参考 文献 :
【1] SHEAR W A,BONAMO P M.Devonobiomorpha,a new order of centipedes(Chilopoda)from the middle Devonian of Gilboa,New York States,
USA,and the phylogeny of centipede orders[J].Am Mus N t,1988,297:1-30.
【2] MINEIJJ A,FODDAL D、The evolution of segments of centipede trunk and appendages[J].J Zool Syst Evol Research,2OOO,38:103-l17.
[3] AILMENT C.Giant centipedes in the Oz ̄ s[J].North American BioFortean Renew,1999,1(2):5-6.
[4] EDGECOMBE G D,GIRIBET G.Myn' ̄Ved phylogeny and the rdafionships of Chilopoda[A].BOUSQUETS J L,MORRONE JJ.Biediversidad,
Taxonomlay Biogeografia de A1血,p0dos de M&ico[c].Hacia una Sintesis de su Conccimiento,Prensas de Ciencias,Universidad Nacional
Aut6noma de M co,2OO2,143.168.
【5] LEWIS J G E.111e biology of centlpedes[M].Cambridge:Cambridge University Press,1981.1-32.
【6] DOHI ̄W.Phylogenetic pathway in the Chilopoda[J]、Bijdr Dierkd,1985,55:55-66.
[7] 张崇洲.唇足纲[A].尹文英.中国亚热带土壤动物[M]、北京 :科学出版社,1992.365.374.
【8] SHINOHARA K.On the phylogeny of Chilopoda[J].Proc Fap SOc Syst Zool,1970,6:35-42.
[9] GIRIBET G,CARRANZA S,RIUTORT M,et a1.Internal phylogeny ofthe Chilopoda(M apada, 【}l1 )using Complete 18SrDNA and par-
fial 28S rDNA sequences[J].Phil Tram R SOc I.and B,1999,354:215.222.
[10] LEACHW E.Atabular view ofthe external characters offour classes ofanimalswhichlinn ̄a ̄anged underInsceta, t}lthe distribution ofthe
genem c0l叩0si“gthree ofthese classesinto orders,etc.and descriptions of several newgenera and spceies[J].111eTransaction oftheLinnean So-
cirty ofLondon ,1815,11:376—386.
[11] NEWPORT G.Monograph ofthe classMynaped.,orderChilopoda: t}l observationson the genem arrangement ofthe articulata[J].TheTransca—
fion ofthe Linnean Society ofLondon,1845,19:377-426.
[12] POCOCK R I.Pcecek on Chilopoda and Diplopeda from the Chinese SC ̄[J].Annals and Magazine ofNatural History,1895,15:347—351.
[13] HAASE E.1ndo-Australisehe Chilopoden[J].Abhandlungen und Berichte des Krnigilichen Zoolo ̄ischen und Anthropologisch—ethnographischen
Museums zu Dre9den, 1887,5:38.
[14] ArlTEMS C.M Wed"2Socolopendromorpha[J].DasTierreich,1930,54:1-308.
[15] SCHILEYKO A A.Some problems in the systematlcs of the order Scolopendromorpha(Chilopoda)[A].GEOFFROY J J,MAURI ̄S J P,
NGUYEN D M.Acta My alx ̄olo0ca[C].M6m Mus Natn His Nat,1996,169:293-297.
[16] SCHILEYKO A A.Scolopenders ofViet-Nanl and some as'pcets ofthe system ofScolopendromorpha( l0p0da Epimopha).Part 1[J]. tl1r叩0da
Sdecta,1992,1:5—19.
[17] SCHILE3rKO A A,PAVLINOV lI.A cladistic analysis ofthe order Scolopendromorpha(Chilopoda)[J].Ent Seam Suppl,1997,51:33-40.
[18] SH ̄.T.Ey R M.The Holarctic centipede Subfan ̄ly Plutoniuminae(Chilopeda:Scolopendromorpha:C_zyptopidae)(Nomen Correctum Ex Subfamily
Plutoniinae Bollman,1893)[J].Brimleyana,1997,24:51一l13.
[19] LE ̄'IS J G E.The scolopendrid centipedes inthe collection ofthe NationalMuseum ofNaturalHistoryin Sofia(Chilopoda Scolopendromorpha:
Scolopendrldae)[J].HistoriaNaturalis Bulgafica,2001,13:5—51.
[20] SI-W.1J,Ey R M.A Synopsis ofthe North American Centipedes ofthe OrderScolopendromorpha(Chilopeda)[M].Memoir ofthe Vi,sinia Museum
of Natural History,2002,5:1-108.
[21] BREMER K.The limits of amino acid sequence data in angiosperm phylogenetic reconstruction[J].Evolution,1988,42:795—803-
[22] EDGECOMBE G D,GIRIBET G,WHEELER W C.Phylogeny of Henieopidae(Chilopoda Lithobiomorpha):a combined analysis of morphology
and five molecular l ̄i[J].Systematic Entomology,2002,27:31-64.
[23] GIRIBEY G,RIBERA C.A review of arthropod phylogeny:new data based on ribosomal DNA¥ ̄Xlllenees and direct character opfimization[JJ・
CIadisties,2OOO,16:204-23 1.
Systematic Classification of Clalopoaa and the
Order Scolopendromorpha(Myriapoda)
SONG Zhi-shun, SONG Da-xiang, ZHU Ming-sheng
(College of Life Sciences,Hebei University,Baoding 071002,China)
Abstract:Systematic study on m ̄apoas is a relatively weak field in China.The present paper briefly reviews the
rela曲nships between the Chilopoda classes(A_rthropoda:Myriapoda)and summar ̄s three different family-leVel
systems in the order Scolopendromorpha(Myriapoda:Chilopoda).
Key words:myIiap0Ids;Chilopoda;Scolopendromorpha;relationships;systematics
维普资讯 http://www.cqvip.com