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Morphology of the antennae of basal hexapods and their phylogenetic relevance
Verena Jellinek
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Günther Pass
DOI
10.25365/thesis.27545
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29571.29054.204361-4
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Kenntnisse bezüglich der frühen Verzweigungen innerhalb der basalen Hexapoda sind in den letzten Jahren stetig angestiegen, aber einige Verwandtschaftsverhältnisse sind noch immer nicht eindeutig geklärt. Nur einige potentielle Apomorphien werden genannt, die eine Monophylie von Diplura beziehungsweise Zygentoma unterstützen. Es werden daher weitere Merkmale benötigt, um die Validität dieser Taxa zu bestätigen. In der vorliegenden Arbeit werden zwei Merkmale der Antennen untersucht: (i) Die extrinsische Antennenmuskulatur, die laut Literatur bei den Diplura nur einen Muskel besitzt, der an der Basis des zweiten Antennenglieds ansetzt und die bei allen anderen basalen Hexapoda am ersten Antennenglied (Scapus der Ectognatha) zu inserieren scheint. (ii) Die Gelenkung der Antennen an der Kopfkapsel: Während diese bei den Entognatha und den Archaeognatha monocondyl ist, gibt es Hinweise auf eine dicondyle Gelenkung bei den Zygentoma.
Die extrinsische Antennenmuskulatur und die Antennengelenkung wurden bei Vertretern aller Gruppen der basalen Hexapoda untersucht mit folgenden Zielen: (i) genaue Beschreibung der Strukturen bei Collembola, Diplura, Archaeognatha und Zygentoma, (ii) sind diese Merkmalssysteme Apomorphien der Diplura und/ oder Zygentoma, (iii) die Mermalssysteme auf ihre Brauchbarkeit für phylogenetische Fragen hin zu untersuchen. Die extrinsische Antennenmuskulatur wurde anhand von Semidünnschnittserien 3D rekonstruiert und die Antennengelenkung mittlels Lichtmikroskopie und REM untersucht, um diese Fragen beantworten zu können.
Die Analyse der Antennengelenkung erwies sich als schwierig, da die angewandten Methoden es nicht zuließen die Antennengelenkung in allen Gruppen der basalen Hexapoda zu analysieren. Die Gelenkung des basalen Antennenglieds mit der Kopfkapsel ist bei den Zygentoma nicht stark ausgeprägt und konnte daher nicht eindeutig geklärt werden. Muskeln der extrinsischen Antennenmuskulatur setzen bei allen untersuchten Diplura am zweiten Antennenglied an. Da eine vergleichbare Insertion auch bei Vertretern der Collembola nachgewiesen werden konnte ist dieses Merkmal für die Monophylie der Diplura hinfällig. Eine gründliche Untersuchung potentieller Außengruppen der Hexapoda ist notwendig um feststellen zu können, ob dieser gemeinsame Zustand bei Collembola und Diplura eine alte Plesiomorphie oder eine potentielle Synapomorphie darstellt, welche die Monophylie der Entognatha unterstützt. Als ein weiteres Ergebnis zeigte sich, dass nur bei Archaeognathen Muskeln aus Fasern aufgebaut sind, die am homolateralen und heterolateralen vorderen Tentorium entspringen und damit als eine potentielle Synapomorphie die Monophylie der Archaeognathen unterstützen könnten.
Abstract
(Englisch)
In the last years the knowledge concerning the early splits among hexapod lineages steadily increased but some relationship hypotheses are still questioned. Only few potential apomorphies are mentioned to support the monophyly of Diplura and Zygentoma, respectively. Therefore additional characters are needed to confirm the validity of these taxa. Two casually mentioned antennal characters are evaluated in this respect: (i) The extrinsic antennal musculature of Diplura is reported to contain a muscle inserting at the base of the second antennomere. In all other basal hexapods the entire extrinsic antennal musculature seemingly inserts at the first antennomere (scape of Ectognatha). (ii) The antennae of Zygentoma are mentioned to have a dicondylic articulation, whereas the latter is monocondylic in all remaining basal hexapods.
The extrinsic antennal musculature and the articulation of antennae of representatives of all basal hexapod groups were investigated. Aims of this study are: (i) to describe these structures in detail in Collembola, Diplura, Zygentoma and Archaeognatha, (ii) to investigate whether these character systems can provide additional support for the monophyly of Diplura and/ or Zygentoma, and (iii) to test whether these two character systems are informative for the reconstruction of phylogenetic relationships among basal hexapods. In order to answer these questions the extrinsic antennal musculature was 3D reconstructed based on semi-thin section series. The antennal articulation was investigated using light microscopy and SEM.
The analysis of the antennal articulation proved to be difficult .The applied methods did not allow to analyse the antennal articulation in all investigated representatives of the basal hexapod groups. In Zygentoma the articulation of the basal antennal segment to the head capsule is not very distinct and could not be definitely clarified with the applied methods. Muscles of the extrinsic antennal musculature insert at the base of the second antennomere in all examined Diplura. Since a comparable insertion could be detected to be likewise present in representatives of Collembola this character, however, does not give support to monophyletic Diplura. A thorough investigation of this character in potential outgroups of hexapods thus is necessary to evaluate whether the shared state of Collembola and Diplura is an old plesiomorphy or may represent a potential synapomorphy supporting the monophyly of Entognatha. Another interesting result is that only in archaeognathans muscles are build up of fibres that originate at the homolateral and heterolateral anterior tentorium. This may be a potential synapomorphy supporting the monophyly of Archaeognatha.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
basal hexapods antennae extrinsic musculature tentorium antennal articulation
Schlagwörter
(Deutsch)
basale Hexapoden Antennen extrinsische Muskulatur Tentorium Antennengelenkung
Autor*innen
Verena Jellinek
Haupttitel (Englisch)
Morphology of the antennae of basal hexapods and their phylogenetic relevance
Paralleltitel (Deutsch)
Morphologie der Antennen basaler Hexapoden und ihre phylogenetische Bedeutung
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
54 S. : Ill., graf. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Günther Pass
Klassifikation
42 Biologie > 42.21 Evolution
AC Nummer
AC10907258
Utheses ID
24617
Studienkennzahl
UA | 439 | | |