說實在的這只是一篇小文章，而且是採樣也不算很全的那種。不過這篇也熬了約兩年才發表，做了非常多的分析。除了描述新的分類群，我認為迷離虎甲的發現對於台灣虎甲蟲的多樣性、隱蔽種議題以及更深更廣的，異域種化(allopatric speciation)，有更佳的理解與啟示。
虎甲蟲一般被認為是善飛的昆蟲，移動能力佳的生物通常不會有明顯的族群間的遺傳結構。然而，迷離虎甲的發現代表著兩件事情：(1) 善飛如虎甲的生物也可以發生異域種化（allopatric speciation，甚至能在很小的地理尺度上形成獨立的遺傳支系(族群間距離不到7公里）；(2) 長頸六星虎甲種群（C. pseudocylindriformis complex）中，些微的形態差異可能暗示種化已經發生了；這代表著台灣的Cylindera屬多樣性還有待發掘，因為這些或多或少的形態細微差異可能都是種級的分化（species-level divergence）。而且，以上兩件事我推測都與棲地專一性和棲位保守性有關。
這是我2016年在Facebook寫的文章，備份來這裡。
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最近讀了一篇文章，想起前年昆展時我們被昆蟲的幾種發育方式以及其對應的變態形式困擾很久，當然還有幼生期的名稱。依據不同變態種類，昆蟲的幼期一般有larva（幼蟲）、nymph（若蟲）、naiad（稚蟲）等三種稱呼（先不討論無翅亞綱），各自有定義，單就昆蟲而言，larva可以專指完全變態類（holometabola）化蛹前的幼體階段，但也有泛指所有昆蟲幼期的用法，無論何種變態；nymph是漸變態類（paurometabola）的幼期名稱；naiad則是較晚近的詞，專指半變態類（hemimetabola，或稱不完全變態）的水生幼期，然而也有人以nymph稱之。
很明顯這三個詞的用法不是一致的，仍有討論空間。內文引用了三篇近期的文獻，首先，Bybee et al. (2015) 整理了larva、nymph、naiad的起源與後來的運用，認為應該遵循前人，主要結論有：1. 昆蟲屬於何種變態以及幼期名稱不必考慮分類系統與同源性；2. larva專指完全變態類的幼期，nymph為成體幼體均棲息相同環境(僅粗略二分為水陸)的漸變態類的幼期，而naiad則是成體陸生的半變態類的水生幼期。看起來挺符合生態與直覺經驗，原則也很簡單。
然後，反駁文章來了。Sahlén et al. (2016) 統計了1986到2015年八月共3968筆資料，發現以larva稱半變態類(即蜻蛉目、蜉蝣目及襀翅目)幼期的最多，其次是nymph，而naiad的使用非常少，三個目總共只占1.8%。因此就詞彙使用的穩定考量來說，larva是最適合的，Sahlén et al. (2016) 也表明會繼續使用larva，尤其是蜻蛉目。Rédei & Štys (2016) 也持反對立場，一一反駁了Bybee et al. (2015) 的論點(真的幾乎是一句句打臉)，認為其結論缺乏生物科學的連結，且語言的使用是會演進的，除了原始用法的優先性，也得考慮後世使用的情況，如nymph一詞原先是pupa(蛹)的同義詞，後來才變成指漸變態類的幼生期。真實的昆蟲變態情形也不如Bybee et al. (2015)所結論的那麼簡單，某些纓翅目和胸吻亞目的幼生期晚期會進入一個靜止、停止攝食的階段，類似完全變態類的蛹，此時蛹的定義便會影響這些類群所屬的發育形式。而且，完全變態類與半變態類的演化及發育關係也有待釐清。因此 Rédei & Štys (2016) 建議讓作者自行決定採用哪一種觀點，而非強制特定用法。
Bybee et al. (2015) 的文章用了很長篇幅來爬梳larva、nymph與naiad的歷史脈絡，我的看法是，在決定使用哪一個詞之前，應該先討論昆蟲的變態種類，隨著已知昆蟲的類群與生態的知識越來越多，以往變態的定義須不須要重新修訂？要不要配合單系群的概念？如果生理研究跟分類系統不一致怎麼辦？在這些釐清之前只用詞源和粗淺的論述下結論，我認為是有點操之過急了，也忽略了昆蟲的多樣性。Sahlén et al. (2016) 以使用的普遍性來反駁立場也可能稍弱，畢竟難免積非成是；Rédei & Štys (2016) 對於變態種類間的關係就有較詳細的討論，接近問題的癥結點。
然而，hemimetabolism（半變態）也許易有岐義，狹義的hemimetabolism是指幼期水生，成體陸生且沒有蛹期的變態形式，廣義的hemimetabolism便是沒有蛹期的變態（不含無翅亞綱），因此包含paurometabolism和狹義的hemimetabolism。larva和nymph的使用問題也不單關係到變態種類而已，低等白蟻（如鼻白蟻科）有複雜且彈性的階級關係，卵孵化後的階段稱為larva，經幾次蛻皮後成為nymph（有翅芽），而nymph是個彈性的階段，可以成為有翅型（alate）、前兵蟻（presoldier）進而成為兵蟻（soldier），甚至是逆回larva階段(Roisin 1988；Korb & Hartfelder 2008)，當蛻皮潛力沒了無法再改變才是adult（如兵蟻）。
在台灣，larva、nymph與naiad的使用習慣上似乎比較符合Bybee et al. (2015)的結論。使用larva來概括所有昆蟲的幼生期應該只是個較為權宜的方法。此外，除了昆蟲，其實larva也會用於描述其他節肢動物與兩棲類的幼體。基於科學講求用詞精確，使名詞能準確對應到更符合現實的演化與發育關係，以後也許會再變動。
巴西的大西洋森林（Atlantic Forest）和塞拉多（Cerrado）是當地的陸域生物多樣性熱點，有許多受威脅的特有物種，而且滅絕速率有可能因為隱蔽種的存在被低估了。Pithecopus屬的猴蛙中的兩個種類：P. megacephalus和P. rohdei，親緣關係近但分布在截然不同的環境，後者有明顯的族群結構並可能有隱蔽種存在，而且這兩個物種的形態多變不好區分，需要重新做物種劃界與分類探討。多基因座數據和溯祖理論是物種界定的好方法，multi-species coalescent （MSC）就是個廣為使用在物種界定的模型，不過MSC常常過度切割物種。所以，使用各種不同的datasets以及了解種化過程很重要，有助理解造成隱蔽多樣性的演化機制。
作者將物種界定的策略分成兩個階段：(1) 首先是species discovery階段，發掘可能的putative species。以BEAST重建粒線體gene tree，再輸入ML-GMYC和bGMYC兩種model找出putative species；接著計算核基因的pairwise haplotype distance，用POFAD的Phylogenetic Bray-Curtis將這些distance合併成一個矩陣，然後再用SplitsTree的Neighbor-Net畫成network圖，用來比較粒線體基因和核基因的物種界定歸群相不相同。(2) 第二個是species validation階段，驗證putative species。把前個階段得到的putative species當成prior輸入BEAST的STACEY套件，做分子物種界定；此外，也使用分子和形態特徵，以iBPP分析整合物種界定（A10 model）。
包含P. megacephalus和P. rohdei（由模式產地定義），GMYC model共找出六個putative species，STACEY和iBPP也支持這個結果。核基因network大致上也得到六個clusters。作者認為新發現的四個支系都屬於P. rohdei complex（而非P. megacephalus），形質分析（PERMANOVA）顯示只有Doce的族群在形態上與P. rohdei有顯著差異，其餘都是隱蔽支系。
隱蔽支系可能有這四種解釋：近期分化、由於棲位保守導致的形態停滯（morphological stasis due to niche conservatism）、趨同演化和平行演化。根據這些猴蛙的譜系發育關係和分子定年，應該是因為近期分化，還沒有足夠時間累積形態變異。不過作者也不排除其他假說，需要採樣更多外群和定序來確定譜系發育關係，而且這些猴蛙經由鳴聲、費洛蒙等擇偶，可能不會反映在形態上。
"Speciation processes are not necessarily followed by morphological diversification."
喜歡這個句子，先記著。
對的，種化不見得伴隨形態上的分化，尤其在近緣種之間更可能缺乏診斷特徵（diagnostic characters）。所以分子方法可以幫助分類學的研究，找出隱蔽種。DNA條碼是個廣泛使用的概念與工具，動物來說常使用粒線體COI基因。不過，COI重建的gene tree如果有明顯的遺傳結構，那這些遺傳支系應該在分類上當成不同物種嗎？
Forficula auricularia是一種廣布的蠼螋，前人已經分析過COI並認為至少有兩個隱蔽種。本研究的目的是：(1) 劃界F. auricularia complex的親緣地理，並用核基因ITS2偵測各COI支系之間有沒有基因交流；(2) 藉由形質分析看看這些COI支系是不是隱蔽種，或其實是形態上可辨別的物種；(3) 評估各支系間的氣候棲位。結果顯示共有五個粒線體支系（A、B、C、D、E），ABCE的形態高度保守，只有D可以在形質分析中區分。ITS2的單倍型分析中，A和E有各自獨特的單倍型，而B和D的單倍型基本上一樣，C則缺少核基因的數據。ABE沒有共享的ITS2單倍型，因此應該沒有基因交流，於是作者認為他們是三個獨立的演化支系（本篇研究中，即species）。至於D，分布非常侷限而且沒有和他的姊妹支系B相連，反而是被廣布的E包圍，而且D的形態和其他支系差異最大，所以作者也認為D是一個獨立物種。最後D和E被描述成兩個新種。
其實我最想知道的是A和C的關係。他們在COI樹上是姊妹支系，而且地理分布相隔很遠，A廣布在歐洲和北美，而C似乎只有在伊朗採集到。可惜的是C沒有核基因資料，也沒有納入形質和棲位分析，作者也認為需要多點樣本來探討C的地位，所以目前先將C視為A，即F. auricularia，種內的一個支系。所以，不同粒線體支系應該視為不同物種嗎？利用不同的dataset，如這個研究使用核基因、形質和氣候棲位三種dataset，獨立分析後如果可以得到和粒線體支系相同的分群，那麼這些支系視為不同種應該沒問題，至少有演化與生態上的意義。
生態學家和族群遺傳學家根據Mayr (1942) 的系統，通常將生物的空間分布分成四種：異域（allopatry）、同域（sympatry）、邊域（peripatry）還有鄰域（parapatry）。分類學家和譜系發育學家也從演化產物間的關係來定義四類種化過程：cladogenetic speciation（分支種化，祖先種產生一或兩個後裔種的二叉式演化）、anagenetic speciation（線性種化，祖先種經過漸變過程產生一個後裔種）、hybrid speciation（雜交種化，兩個祖先族群的融合）和budding speciation（出芽種化，邊域族群和仍現存的祖先族群產生分化）。
邊域分布指的是一個小族群與母族群分開，比如島嶼族群和大陸族群的關係，或本研究的例子是各山頭上的sky-island族群。budding speciation是一個邊域族群由於創始者效應（founder effect）、遺傳漂變（genetic drift）以及其他生態條件而與祖先族群快速分化開，變成bud species的過程。可以從這些特徵來判斷：(1) 祖先族群和邊域族群的地理範圍和族群大小是不對稱的；(2) 邊域族群理論上分布受限且族群量會比較小，所以會有明顯的founder effect和genetic drift；(3) 祖先種在gene tree上是併系群（paraphyly）。
西亞地區有一群偏好中高海拔棲地、Psorodonotus屬的跳跳，其中，P. venosus group（PVG，還有P. tendurek、P. hakkari、P. rugulosus共四個種）裡只有P. venosus是廣布的，其他種類都是侷限分布，可能跟冰期動態有關，因此很適合做為研究budding speciation的材料，以及更新世冰期如何影響這群跳跳的種化。根據實驗結果，PVG的地理分布與形態和genetic clustering相關，但搭不上粒線體基因重建的親緣關係。作者認為P. venosus是祖先種，遺傳多樣性較高；其他三種跳跳是bud species，遺傳多樣性低而且有創始者效應和遺傳漂變的訊號。分布於阿爾達漢高原（Ardahan Plateau）的PVG共祖起源於2.05-2.94百萬年前，接著因為冰期而經歷族群擴張、間冰期而退縮回到山頂，邊域族群便與祖先族群分化開來。但這段過程中邊域族群也和祖先族群反覆分分合合，沒有完全阻斷基因交流。
支序學觀點下，budding speciation的gene tree會一直呈現併系群，直到祖先種又再分化出更多新種為止。不過，祖先種變成單系群似乎不太可能，因為傳承自祖先的等位基因一直保留著。PVG的種化過程伴隨祖先種和bud species間的遺傳滲漏（genetic introgression），這個基因交流夠顯著讓祖先種難以變成單系群。
https://doi.org/10.1071/IS18024
這篇文章是我的第一篇學術論文，描述了兩個新分類群：甲仙芋頭鏽虎甲（Cylindera ooa Chou & Yeh, 2019）和金商虎甲（Cylindera autumnalis Chou & Yeh, 2019）。想當初是在擔心有競爭者的情況下拚出來的，所幸去年順利發表了，可喜可賀。不過發表了之後呢？我想來思考怎麼寫系統分類學的文章會更好。
我大致是圍繞著這個思想在寫文章的：我今天採到了新材料，該如何檢驗他們是不是新種？
假說如果是指「對某個現象的可驗證的暫時解釋」，因此一棵演化樹是一個假說（解釋taxa間的演化關係），是或不是新種應該也可以是一個假說。現在我就要來驗證它。幸運的是，臺灣的虎甲蟲大多是特有種，近緣種也大多分布在臺灣，所以就這篇文章的脈絡下不用擔心國外樣本的問題。好，我採到了兩類新標本，根據形態相似度可以找到他們各自的putative sister species，都是產於臺灣的特有種，在研究中我將他們分成sauteri group和pseudocylindriformis group，方便比較也方便稱呼。接著用DNA資料做親緣分析、比較一些形態特徵。concatenated analysis支持我的新樣本是單系群，也與近緣種之間存在穩定的形態差異，於是文章的結論描述了兩個新種。
談談哪裡寫得不好吧，今天再來看這篇文章，我覺得以下幾點可以改進：
1. 不該在前言談結論。前言是敘述「已知資訊」的段落，我認為觀察、文獻回顧、分析前可得的訊息都算是已知資訊，但在前言就說有兩個新種要描述邏輯超奇怪的，這不是經過實驗、分析、討論後才會得到的結論嗎？我知道很多文章都會在前言就提到要寫新種，而我的觀點是新種描述應該寫在conclusion或discussion之後，因為results應該是經由materials and methods得到的客觀成果，再經由discussion的論證、解釋之後才會得到「為什麼是新種」的結論。如果往後有更多樣本、不同觀點、不同分析方式說不定新種的解釋就改變了啊，或是至少寫在results。總之不要在前言預知結論才該出現的東西，不過我記得是我的advisor要我這樣寫的啦哈哈(甩鍋
2. 測量體長的方法不好。當時我在思考要怎麼量體長比較客觀，參考一些虎甲的分類文章可以發現多數表達體長的方式都是body length without labrum，什麼意思？大概是從頭量到翅鞘末端但不包含上唇，從頭的哪裡？不曉得。如何避免抬頭低頭造成的誤差？不曉得。虎甲小小一隻差一點點可能就差很多了，可是這些文章都沒仔細說明怎麼量體長的，於是我索性不量頭長，用前胸背板到翅鞘末端的長度來代表體長。不過最近我想到了更好的方法，就是從額(frons)和頭楯(clypeus)的接縫開始量到翅鞘末端，這點留到以後的文章改進。
3. 物種觀不明確。我是想採用親緣種觀（phylogenetic species concept）和模式種觀（typological species concept）啦，這是一篇探討新種的研究，應該在文章裡聊聊自己的物種觀。
4. 棲位分化的討論有點無稽。系統分類的研究帶入一點演化故事確實會有趣得多，也比較會有人想讀。共域的近緣虎甲（related species in sympatry）的體長和大顎長度可能代表著不同的資源利用與棲位分割，並與種化過程有關（因果關係還不好說），但但但我的研究裡的sister species之間並沒發現有共域，反而關係較遠的C. ooa和C. pseudocylindriformis會共域，這樣種化與分佈現況就不好用形態變異與棲位分化解釋了，也有可能是因為地理隔閡、族群擴張、競爭排擠造成的啊，缺乏證據下從體長差異到棲位分化還有段距離，還不如當初直接寫純分類文章就好。總之我也不知道我在寫什麼，就當提了個新假說吧。
最後，文章脈絡我仍是像許多分類文章一樣，從某某分類群有多少種、臺灣已知多少種、常用什麼特徵、有什麼分類問題到研究目的和策略，然後談談新種的發現對這個類群的系統分類和演化有什麼意義。這是我的出道作，希望有天我可以跳脫這個模板，從演化故事切入。
