正如各种生态系统依赖于白蚁建立的结构，对这些昆虫的研究也需要一个可靠的基础。最近，通过全球46位研究人员的合作，开发了一种新的白蚁分类框架。
白蚁常常被贴上坏名声。许多人认为它们是害虫，这种看法在最近它们被重新归类为蟑螂家族的一部分之后愈发明显。
然而，只有大约3.5%的白蚁物种对人类有害。事实上，白蚁是重要的生态系统工程师，帮助维持许多环境的基础设施。与蚯蚓相似，它们通过分解植物材料增强了养分分布。此外，白蚁在生物翻耕方面也发挥着关键作用：就像耕地一样，它们使土壤通气，将养分带到表层，并允许水渗入更深的土壤层，这些都是植物生长所必需的。白蚁土丘也是令人惊叹的建筑，甚至在烈日下也保持凉爽，这激发了创新建筑中节能冷却系统的灵感。
正如许多生态系统依赖于白蚁奠定的基础，白蚁的科学研究也需要一个坚实的基础。现在，由全球46位研究人员的合作努力，出现了一种新的白蚁分类系统。他们的研究发现，基于专家的共识和全面的数据研究，已发表在《自然通讯》上。“我们通过建立一个模块化和稳固的白蚁家族树澄清了之前分类中存在的混乱，”来自冲绳科技大学（OIST）进化基因组学单位的首席研究员西蒙·赫尔曼斯博士表示。“这一新的‘字典’为探索白蚁的多样化及其生态角色提供了可靠的基础，并能够容纳未来的发现。”
通过澄清差异整合家族
分类学是生物体的科学分类，它是所有生物科学中一个久负盛名的领域：“观察自然界中的任何事物，你需要清楚地定义你的观察对象，”赫尔曼斯博士观察道。尽管分类看似任意——生物体并不在乎我们称之为异翅白蚁科还是鳃白蚁科——但这是研究人员缩小研究范围并有效沟通他们发现的必要条件。在现代DNA测序技术出现之前，分类主要依赖于形态特征，通过其身体属性和行为来评估生物体，并根据相似性进行组织。虽然区分黑猩猩和大猩猩可能很简单，但在视觉上区分两种白蚁物种则可能非常具有挑战性。
随着时间的推移，形态分析的主观性质导致了白蚁分类系统的混乱。一些白蚁物种迅速进化，导致它们快速多样化。然而，只有十个不同的科被认可，迫使形态多样的物种在模糊的进化联系中纠缠。
有三个术语用于澄清被分类物种之间的关系：单系群，多系群和旁系群。单系群共享一个共同祖先，而多系群往往具有相似特征却没有共同祖先，而旁系群包括一个共同祖先及其一些但不是所有的后代。白蚁作为属于蟑螂目中的一个单系群，其传统分类受到显著的旁系群和多系群的影响，因为其进化联系模糊不清。
“通过广泛的数据分析和新的形态评估，我们设法通过分离较大的亚科消除了白蚁家族树中的旁系群和多系群，”赫尔曼斯博士解释道。“这种方法使我们能够创建一个有效适应新谱系发现的分类，同时保留历史的科和亚科名称，这对维持白蚁的稳定分类至关重要。由于分类也依赖于历史记录，这一方面是至关重要的。”
在新的白蚁进化框架下，每个科和亚科都是单系的，澄清了物种之间的进化联系，并简化了新发现或重新分类物种的整合。更新的分类树突显了白蚁之间的多样性，增强了研究和害虫管理的精确性。例如，曾经根据身体相似性将有害的白蚁物种Coptotermes gestroi与非害虫物种Dolichorhinotermes longilabius置于同一鳃白蚁科中。然而，早期的系统发育分析表明这两种物种可能并没有密切相关，现在通过先进的系统发育和形态评估得到了验证，从而将C. gestroi重新分类至异翅白蚁科。
构建合作基础
重新定义生命分类系统是一项复杂的任务。这主要需要达成一致——如果其术语没有获得一致，同一个字典是无效的。
更新白蚁生命树的旅程始于2022年在OIST举办的一次研讨会，由进化基因组学单位负责人汤姆·布尔金永教授组织。在这里，该单位提出了一项修订生命树的计划，利用OIST的形态研究和超级计算机数据分析。系统发育更新通常依赖于复杂的数据模型，而超级计算机可能需要数周才能计算，并且任何调整都需要从头开始处理。“我们的分类基于51个模型的收敛，每个模型大约需要两周的计算时间，”赫尔曼斯博士回忆道。“这只有在得益于Deigo的情况下才是可行的，Deigo使我们能够并行运行分析。”Deigo是由OIST核心设施管理的主要超级计算集群，所有OIST研究人员都可以使用。
“系统发育学不能孤立存在，”赫尔曼斯博士强调。尽管研究人员应用DNA标记的计算模型来确定科之间的进化联系，但这些模型并未考虑白蚁的行为或其生态角色。这些知识由那些致力于理解这些生物群体的专家提供，他们对所研究物种具有宝贵的科学见解。赫尔曼斯博士总结了集体努力：“虽然协调如此庞大的合作项目充满挑战，但新的白蚁分类系统不仅代表了个人的贡献。它增强了我们对研究这些重要生态系统工程师的基础。”
