Insectes Sociaux

, Volume 34, Issue 1, pp 28–43 | Cite as

Queen polymorphism in a non-parasiticLeptothorax species (Hymenoptera, Formicidae)

  • J. Heinze
  • A. Buschinger
Article
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Summary

Queen polymorphism, the occurrence of several morphologically distinct forms of reproductive females within one species, has been reported in several Ponerinae, and in some mostly socially parasitic Formicinae and Myrmicinae. We report here the first record of a queen polymorphism in a non-parasitic leptothoracine species. Dealate gynomorphic as well as intermorphic and nearly ergatomorphic specimens are found to be the reproductive queens in several populations of this species along St. Lawrence River, Quebec, Canada. The species is functionally monogynous, having only one reproductive female in each colony, and often one or several inseminated but not egg-laying potential queens. Intermorphs may have identical offspring or produce both intermorphs and gynomorphs as young potential queens. A genetical origin of this queen polymorphism, as inHarpagoxenus sublaevis, is suggested. The species is related toLeptothorax muscorum (Nyl.), but not yet definitely identified. The queen polymorphism is described, the known range of the phenomenon and preliminary results of breeding experiments are recorded.

Keywords

Thorax Length Poison Gland Male Ergatoides Intermorphic Queen Potential Queen 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Königinnepolymorphismus bei einer nichtparasitischen Leptothorax-Art (Hymenoptera, Formicidae)

Zusammenfassung

Königinnepolymorphismus, das Vorkommen mehrerer morphologisch verschiedener Formen von reproduktiven Weibchen innerhalb einer Art, ist von einigen Ponerinen sowie zumeist sozialparasitischen Formicinen und Myrmicinen bekannt. Wir berichten hier über das erste Beispiel von Königinnenpolymorphismus bei einer selbständigen Leptothoracinen-Art. Entflügelte gynomorphe, intermorphe und nahezu ergatomorphe Tiere sind als reproduktive Königinnen in einigen Populationen dieser Art entlang dem St. Lorenzstrom in Quebec, Kanada, zu finden. Die Art ist funktionell monogyn, hat also nur jeweils ein reproduktives Weibchen in jedem Volk, dazu oft eine oder mehrere begattete, aber nicht legende potentielle Königinnen. Eine Königin einer bestimmten Morphe kann gleichartige Nachkommen haben, eine andere Morphe, oder auch beide nebeneinander als potentielle Jungköniginnen produzieren. Wir vermuten eine genetische Grundlage für den Königinnenpolymorphismus dieser Art, wie beiHarpagoxenus sublaevis nachgewiesen. Die Art ist mitLeptothorax muscorum (Nyl.) verwandt, jedoch nicht endgültig determiniert. Der Königinnenpolymorphismus wird beschrieben, seine bisher bekannte Verbreitung und vorläufige Ergebnisse von Zuchtversuchen werden mitgeteilt.

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References

  1. Bernard F., 1948. — Le polymorphisme social et son déterminisme chez les Fourmis.Coll. 34 du CNRS, 123–141.Google Scholar
  2. Bernard F., 1951. — Super-famille des Formicoidea. In: Grassé P.P.,Traité de Zoologie, Masson et Cie, Paris, tome X, fasc. II, 997–1119.Google Scholar
  3. Bolton B., 1986. — Apterous females and shift of dispersal strategy in theMonomorium salomonis-group (Hymenoptera: Formicidae).J. Nat. Hist., 20, 267–272.CrossRefGoogle Scholar
  4. Brain M.V., 1955. — Studies of caste differentiation inMyrmica rubra L. 2. The growth of workers and intercastes.Ins. Soc., 2, 85–114.CrossRefGoogle Scholar
  5. Brown W.L., 1955. — The AntLeptothorax muscorum (Nylander) in North America.Ent. News., 66, 43–50.Google Scholar
  6. Buschinger A., 1966. — Untersuchungen anHarpagoxenus sublaevis Nyl. (Hym., Formicidae). I. Freilandbeobachtungen zu Verbreitung und Lebensweise.Ins. Soc., 13, 5–16.CrossRefGoogle Scholar
  7. Buschinger A., 1968. — Mono- und Polygynie bei Arten der GattungLeptothorax Mayr (Hymenoptera, Formicidae).Ins. Soc., 15, 217–226.CrossRefGoogle Scholar
  8. Buschinger A., 1974a. — Polymorphismus und Kastendetermination im Ameisentribus Leptothoracini. In: Schmidt G.H.,Sozialpolymorphismus bei Insekten. Wiss. Verl. Ges. mbH, Stuttgart, XXIV, + 974 p.Google Scholar
  9. Buschinger A., 1974 b. — Experiment und Beobachtungen zur Gründung und Entwicklung neuer Sozietäten der sklavenhaltenden AmeiseHarpagoxenus sublaevis (Nyl.).Ins. Soc., 21, 381–406.CrossRefGoogle Scholar
  10. Buschinger A., 1978. — Genetisch bedingte Entstehung geflügelter Weibchen bei der sklavenhaltenden AmeiseHarpagoxenus sublaevis (Nyl.) (Hym., Form.).Ins. Soc., 25, 163–172.CrossRefGoogle Scholar
  11. Buschinger A., 1979. — Functional monogyny in the American guest antFormicoxenus hirticornis (Emery) (=Leptothorax hirticornis), (Hym., Form.).Ins. Soc., 26, 61–68.CrossRefGoogle Scholar
  12. Buschinger A., Alloway T.M., 1977. — Population structure and polymorphism in the slave-making antHarpagoxenus americanus (Emery) (Hymenoptera: Formicidae).Psyche, 83, 233–242.CrossRefGoogle Scholar
  13. Buschinger A., Alloway T.M., 1978. — Caste polymorphism inHarpagoxenus canadensis M.R. Smith (Hym., Formicidae).Ins. Soc., 25, 339–350.CrossRefGoogle Scholar
  14. Buschinger A., Francœur A., Fischer K., 1980. — Functional monogyny, sexual behavior, and karyotype of the guest ant,Leptothorax provancheri Emery (Hymenoptera, Formicidae).Psyche, 87, 1–12.CrossRefGoogle Scholar
  15. Buschinger A., Winter U., 1975. — Der Polymorphismus der sklavenhaltenden AmeiseHarpagoxenus sublaevis (Nyl.).Ins. Soc., 22, 333–362.CrossRefGoogle Scholar
  16. Buschinger A., Winter U., 1976. — Funktionelle Monogynie bei der GastameiseFormicoxenus nitidulus (Nyl.) (Hym. Form.).Ins. Soc., 23, 549–558.CrossRefGoogle Scholar
  17. Buschinger A., Winter U., 1978. — Echte Arbeiterinnen, fertile Arbeiterinnen und sterile Wirtsweibchen in Völkern der dulotischen AmeiseHarpagoxenus sublaevis (Nyl.) (Hym., Form.).Ins. Soc., 25, 63–78.CrossRefGoogle Scholar
  18. Creighton W.S., 1950. — The Ants of North America.Bull. Mus. Comp. Zool., Mass.,104, 274–280.Google Scholar
  19. Faber W., 1969. — Beiträge zur Kenntnis sozialparasitischer Ameisen. 2.Aporomyrmex ampeloni nov. gen., nov. spec. (Hym. Formicidae), ein neuer permanenter Sozialparasit beiPlagiolepis vindobonensis Lomnicki aus Oesterreich.Pflanzenschutz-Berichte, 39, 39–100.Google Scholar
  20. Francœur A., Loiselle R., Buschinger A., 1985. — Biosystématique de la tribu Leptothoracini (Formicidae, Hymenoptera). I. Le genreFormicoxenus dans la région holarctique.Naturaliste can. (Rev. Ecol. Syst.), 112, 343–403.Google Scholar
  21. Harris H., Hopkinson D.A., 1976. —Handbook of enzyme electrophoresis in human genetics. American Elsevier, New York.Google Scholar
  22. Haskins C.P., Whelden R.M., 1965. — “Queenlessness”, worker sibship and colony versus population structure in the formicid genusRhytidoponera.Psyche, 72, 87–112.CrossRefGoogle Scholar
  23. Hölldobler B., Haskins C.P., 1977. — Sexual calling behavior in primitive ants.Science, 195, 793–794.CrossRefPubMedGoogle Scholar
  24. Le Masne G., 1953. — Observations sur la biologie de la FourmiPonera eduardi Forel. La descendance des ouvrières fécondées par des mâles ergatoïdes.C.R. Acad. Sci., 236, 1096–1098.Google Scholar
  25. Le Masne G., 1956. — La signification des reproducteurs aptères chez la FourmiPonera eduardi Forel.Ins. Soc., 3, 240–259.CrossRefGoogle Scholar
  26. Michener C.D., 1974. —The social behavior of the bees. Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge, 404 p.Google Scholar
  27. Pardi (L.), 1940. — Ricerche sui Polistini. 1. Poliginia vera et apparente inPolistes gallicus L.Atti Soc. Toscana Sci. Nat., 49, 3–9.Google Scholar
  28. Pardi L., 1946. — Ricerche sui Polistini. VII. La “dominazione” e il ciclo ovarico annuale inPolistes gallicus (L.).Boll. Ist. Dei Entomol. Univ. Studi Bologna, 15, 25–84.Google Scholar
  29. Plateaux L., 1970. — Sur le polymorphisme social de la fourmiLeptothorax nylanderi (Förster). I. Morphologie et biologie comparées des castes.Ann. Sci. Nat., Zool., 12, 373–478.Google Scholar
  30. Radola B.J., 1980. — Ultrathin-layer isoelectric focusing in 50–100 μm polyacrylamide gels on silanized glass plates or polyester films.Electrophoresis, 1, 43–56.CrossRefGoogle Scholar
  31. Shaw C.R., Prasad R., 1970. — Starch gel electrophoresis of enzymes — a compilation of recipes.Biochem. Genet., 4, 297–320.CrossRefPubMedGoogle Scholar
  32. Smith M.R., 1950. — On the Status ofLeptothorax Mayr and some of its subgenera.Psyche, 57, 29–30.CrossRefGoogle Scholar
  33. Stitz H., 1939. — Ameisen oder Formicidae. In: Dahl (F.).Die Tierwelt Deutschlands, G. Fischer Verlag, Jena, 428 p.Google Scholar
  34. Wheeler W.M., 1910. —Ants. Columbia University Press, Publ., New York and London, XXV + 663 p.Google Scholar
  35. Winter U., Buschinger A., 1986. — Genetically mediated queen polymorphism and caste determination in the slavemaking ant,Harpagoxenus sublaevis (Hymenoptera: Formicidae).Entomol. Gener., 11, 125–137.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Masson 1987

Authors and Affiliations

  • J. Heinze
    • 1
  • A. Buschinger
    • 1
  1. 1.Institut für Zoologie, Fachbereich BiologieTechnische Hochschule DarmstadtDarmstadtFRG

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