Funktionsmorphologie an spezialbildungen der fühlergeißel von Psocoptera und anderen Paraneoptera (Insecta); psocodea als monophyletische gruppe

Summary

Membranous connections within the flagellum are compared, using a basic conceptual (“Grundplan”) and functional model of the antennae of Paraneoptera (Zoraptera, Psocoptera, Phthiraptera, Thysanoptera, Heteroptera, Sternorrhyncha, Auchenorrhyncha).

• 1. The elastic areas between the segments of the flagellum are not genuine joints, neither morphologically nor functionally. They are membrane joints without predetermined directional movement because genuine hinges (ball and socket) and muscles are lacking.

• 2. These membrane joints operate on the principle of leaf springs: the hard exo-layer (see p. 141) and the soft endocuticle slide over each other during bending.

• 3. The functional relations within the endocuticle are quite analogous (lamellate structure; the zones where the lamellae touch and slide against each other react selectively to mazeration).

• 4. Light and short antennae (Zoraptera, Thysanoptera) have long and very movable but instable membrane joints. On the other hand the relatively long and heavy antennae (Psocoptera, Aphidina, Psyllina) usually have stable and short membranes allowing less mobility.

• 5. Sclerotized rings and cylinders, until now not well known, were found to lie within the membrane zones of several Thysanoptera (Thripoidea) as well as Heteroptera (Pentatomidae). If further work confirms these specialized structures to be synapomorphies of the Condylognatha, then we have further proof of the sister-group relationship between Thysanoptera and Hemiptera.

• 6. A structural mechanism for rupturing antennae is described and analyzed for the first time and is not known to occur in the Insecta. It is built into the flagellar segments. This is the first proof for the monophyletic origin of the Psocodea (Psocoidea): the mechanism exists either in its full functional or partially reduced capacity only in the Psocoptera and Phthiraptera.

• 7. This structure is characterized by a typically collar-like fold only in the exolayer at the base of the flagellar segments. It functions effectively as a protective device against enemies in the Psocoptera suborders of the Trogio- and Troctomorpha.

• 8. Lost flagellar segments are not regenerated. An increased elongation of the remaining segments compensates for this, but only in the larvae. The great significance of the antenna] segments for diagnosis is thereby decisively reduced in the Trogio- and Troctomorpha (with respect to the number of antennal segments and annulations; and the length of the segments).

Zusammenjassung

Membranöse Verbindungen innerhalb der Fühlergeißel werden anhand eines Grundplan- und Funktionsmodells bei Antennen von Vertretern der Paraneoptera (Zoraptera, Psocoptera, Phthiraptera, Thysanoptera, Heteroptera, Sternorrhyncha, Auchenorrhyncha) vergleichend untersucht.

Es ergeben sich folgende Befunde:

• 1. Die elastischen Biegungszonen zwischen Geißelgliedern stellen morphologisch und funktionell keine echten Gelenkungen, sondern Membrangelenke ohne definierte Biegungsrichtung dar, weil echte Scharniere (mit Gelenkkopf and -pfanne) sowie Muskeln fehlen.

• 2. Diese Membrangelenke arbeiten nach dem Blattfederprinzip: harte Exoschicht und weiche Endocuticula gleiten bei Biegung aufeinander.

• 3. Ganz analoge Funktionsverhältnisse liegen auch innerhalb der Endocuticula vor (Lamellenstruktur; selektive Mazerierbarkeit der Gleitzonen).

• 4. Leichte und kurze Antennen (Zoraptera, Thysanoptera) besitzen lange, sehr bewegliche, aber instabile Membrangelenke. Andererseits zeigen relativ lange und schwere Fühler (Psocoptera, Aphidina, Psyllina) in der Regel stabile and kurze Membranen mit geringer Beweglichkeit.

• 5. Bislang teilweise unbekannte (in die Membranzonen eingeschaltete) Skleritringe und -zylinder ließen sich sowohl bei einigen Thysanoptera (Thripoidea) als auch bei Heteroptera (Pentatomidae) nachweisen. Diese Sonderbildungen könnten —weitere Untersuchungen vorausgesetzt — möglicherweise als Synapomorphien der Condylognatha das Schwestergruppen-Verhältnis von Thysanoptera and Hemiptera (Rhynchota) weiter absichern.

• 6. Eine bei Insekten völlig unbekannte, in Geißelglieder eingebaute Abreißvorrrichtung der Antennen wird beschrieben und analysiert. Da sic entweder voll funktionsfähig oder teil-reduziert nur bei Psocoptera und Phthiraptera auftritt, beweist sic erstmals die Monophylie der Psocodea (Psocoidea).

• 7. Diese Vorrichtung ist durch eine typisch kragenartige Einfaltung nur der Exoschicht an der Basis der Geißelglieder charkterisiert and wirkt bei Psocoptera-Unterordnungen Trogio- und Troctomorpha hauptsächlich als effektiver Schutz vor Feinden.

• 8. Verlorene Geißelsegmente werden nicht mehr regeneriert. Es setzt (bei Larven) lediglich ein erhöhtes Längenwachstum der Restglieder ein. Damit verliert der bislang hohe diagnostische Wert der Antennenmerkmale bei Trogio- and Troctomorpha (Anzahl der Fühlerglieder and der Segmentringelung; Gliedlängen) entscheidend an Bedeutung.