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Wenn Käfer rot sehen

Untersuchungen zur Rotsichtigkeit und Bestäubungsbiologie bei mediterranen Vertretern der Familie Glaphyridae anhand molekularbiologischer sowie ethologischer Methoden

Nicole Sommer

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Johannes Spaethe

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DOI

10.25365/thesis.11863

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29437.75905.818470-7

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Gattungen Pygopleurus und Eulasia (Coleoptera: Glaphyridae) sind die wichtigsten Bestäuber von Blüten der sogenannten „Mohngilde“ in der östlichen Mittelmeer-Region. Diese Gilde beinhaltet die Gattungen Tulipa, Ranunculus, Papaver, Adonis, Glaucium und Anemone. Gemeinsame Charakteristika dieser Gattungen sind ihre roten, becher- bzw. schalenförmigen Blüten, ein dunkler Fleck an der Corolla-Basis sowie ein Fehlen von auffälligem Duft. Im Gegensatz zur Mehrheit der Vertreter dieser Gattungen, welche für gewöhnlich UV-Reflexion aufweisen, scheinen die Vertreter der „Mohn-Gilde“ in der Mittelmeer-Region nicht im UV-Bereich zu reflektieren. Verhaltensversuche haben gezeigt, dass verschiedene Arten der Gattungen Pygopleurus und Eulasia („Amphicoma“ sensu Dafni et al. 1990) geruchslose, rote Blütenmodelle bevorzugten, ein Hinweis darauf, dass sie die Bestäuber dieser Blüten sind. Kürzlich durchgeführte elektrophysiologische Untersuchungen am visuellen System von Eulasia pietschmanni Breit (Coleoptera: Glaphyridae) haben ergeben, dass dieser Käfer drei Photorezeptor-Typen besitzt, mit spektralen Empfindlichkeiten im UV-, Grün- und Rot-Bereich. Um der Möglichkeit, dass diese zwei erwähnten Gattungen möglicherweise Rotsichtigkeit aufweisen, nachzugehen, wurden sowohl Labor- als auch Freilandversuche durchgeführt. Im ersten Teil meiner Arbeit versuchte ich das Opsin des Langwellenrezeptors von zwei Glaphyridenarten zu charakterisieren. Die Versuche lieferten ein etwa 360-400 bp langes Fragment eines Opsins für die Taxa Pygopleurus diffusus sowie Eulasia pareyssei. Bemühungen, das komplette Gen zu sequenzieren, blieben leider erfolglos. NJ-Analysen gruppierten die gefundenen Sequenzen zu anderen Langwellen-Opsinen verschiedener Insektenarten, was darauf hindeutet, dass die Sequenzen tatsächlich von einem LW-Opsin der Käfer stammen. Vergleiche mit bereits bekannten Spectral Tuning Positionen bei Schmetterlingen wurden durchgeführt um Hinweise zu finden, dass das gefundene Opsin eine ins Langwellige verschobene spektrale Empfindlichkeit besitzt. Zusätzlich wurde noch die mitochondrielle CO1-Region von vier Vertretern von Pygopleurus diffusus sowie von zwei Vertretern von Eulasia pareyssei sequenziert, um für zukünftige Versuche ein leichteres Identifizieren der Arten zu erlauben („Barcoding“). Im zweiten Teil meiner Arbeit untersuchte ich in Zentralgriechenland die Verteilung und Bestäubungsbiologie der farbpolymorphe Pfauenanemone, Anemone pavonina, einem Mitglied der oben erwähnten Mohngilde. Die Ergebnisse der Freilanduntersuchungen lassen einen signifikanten Zusammenhang zwischen Höhenlage und Blütenfarbe erkennen. Auf Höhen zwischen 500 und 1000 Metern waren fast alle vorgefundenen Blüten rot, während sie über 1200 Meter fast ausschließlich violett waren. Im Bereich zwischen 1100 und 1200 Metern traten Mischpopulationen beider Farben auf. Des weiteren wurden Besuchszahlen der Gattung Pygopleurus auf violetten und roten Blüten ermittelt. Der Anteil der auf roten Blüten gefundenen Käfer lag dabei um das Zehnfache höher als der auf violetten Blüten. Im Gegensatz dazu bevorzugte die Honigbiene (Apis mellifera) die violette Farbvariante. In einem durchgeführten Experiment mit Blütenmodellen in sechs verschiedenen Färbungen bevorzugte Pygopleurus signifikant häufiger rote und orange Blüten im Vergleich zu den anderen vier Farben.

Abstract

(Englisch)

Glaphyrid beetles of the genera Pygopleurus and Eulasia are the main pollinators of flowers of the so-called “poppy guild” in the East Mediterranean region. This guild consists of species of the genera Tulipa, Ranunculus, Papaver, Adonis, Glaucium and Anemone. They share certain characteristic traits like red, bowl-shaped flowers, a dark spot at the base of the corolla, and lack a strong scent. In contrast to the majority of the members of these genera, which usually reflect in the UV-range, the “poppy guild flowers” in the Mediterranean region seem to lack UV-reflectance. Behavioural tests have shown that various species of the glaphyrid genera Pygopleurus and Eulasia (“Amphicoma” sensu Dafni et al. 1990) prefer scentless, red-coloured flower models, suggesting that they are the pollinators of these flowers. Recent electrophysiological data on the visual system of Eulasia pietschmanni Breit (Coleoptera: Glaphyridae) have shown that the beetle possesses three photoreceptor types which peak in the UV, green and red part of the light spectrum. To explore the possibility of red-vision in these two genera, molecular investigations of the pupative visual pigment as well as field studies were conducted. The investigation of the visual pigment resulted in the sequencing of an approximately 360-400 bp fragment of the long-wavelength opsin for the taxa Pygopleurus diffusus as well as Eulasia pareyssei. Unfortunately, efforts to obtain full length sequences were without success. NJ-analyses grouped the partial sequences in the long-wavelength cluster of the examined insect opsins. Comparisons with already known spectral tuning sites in butterflies were conducted to reveal possible amino acid substitutions which are responsible for a long-wavelength shift. Additional analyses of the mitochondrial CO1-region of four individuals of Pygopleurus diffusus and two individuals of Eulasia pareyssei were conducted to allow easier identification of species in future studies. In a field study, I investigated the distribution and pollination biology of the colour polymorphic Anemone pavonina, a member of the poppy guild, in central Greece. The data suggest a strong correlation between altitude and flower colour. At altitudes between 500 and 1100m a.s.l. I found nearly exclusively red flowers; above 1200m nearly all flowers were found to be violet. Between 1100 and 1200m the populations comprise both colour morphs. I counted the number of glaphyrid beetles of the genus Pygopleurus which visited red and violet flowers. The frequency of beetles found in red flowers was about ten times higher compared to the violet flowers. In contrast, honeybees (Apis mellifera) were found to prefer violet flowers over red flowers. In a behavioural experiment in which I presented flower models of six different colours, Pygopleurus spec. significantly preferred red and orange models compared to other colours.

Autor*innen

Nicole Sommer

Haupttitel (Deutsch)

Wenn Käfer rot sehen

Hauptuntertitel (Deutsch)

Untersuchungen zur Rotsichtigkeit und Bestäubungsbiologie bei mediterranen Vertretern der Familie Glaphyridae anhand molekularbiologischer sowie ethologischer Methoden

Publikationsjahr

2010

Umfangsangabe

80 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Johannes Spaethe

Klassifikationen

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,

42 Biologie > 42.66 Ethologie ,

42 Biologie > 42.75 Insecta ,

42 Biologie > 42.91 Terrestrische Ökologie

AC Nummer

AC08432049

Utheses ID

10704

Studienkennzahl

UA | 439 | | |

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Schlagwörter