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Comparative morphology of the mouthparts of South African monkey beetles (Scarabaeidae: Hopliini)

Teresa Hansal

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Harald Krenn

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DOI

10.25365/thesis.30372

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29642.03887.399563-0

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die in Südafrika lebenden „Monkey Beetles“ (Scarabaeidae: Hopliini) sind wichtige Bestäuber von den dort beheimateten Blütenpflanzen. Die Käfer verwenden die Pflanzen nicht nur als Nahrungsquelle sondern auch als Schutz oder als Balz- und Paarungsplätze. Einige „Monkey Beetles“ ernähren sich nicht nur von Nektar und Pollen sondern fressen auch Teile der Blüte und zerstören so die Pflanze. In einer früheren Studie wurden verschiedene Arten von südafrikanischen Hopliini anhand ihres Verhaltens bei den Blüten und der Präferenz für bestimmte Blütenfarben in Bestäubungsgilden eingeteilt. In der vorliegenden Studie wurden die Mundwerkzeuge und die Köpfe verschiedener Arten unter dem Licht- und dem Elektronenmikroskop untersucht und anhand von Ähnlichkeiten in sechs Gruppen zusammengefasst. Die Einteilung anhand der Morphologie der Mundwerkzeuge und anhand des Inhalts des Vorderdarmes haben Rückschlüsse über die Nahrungspräferenzen der verschiedenen Nahrungsgruppen ermöglicht. Käfer der ersten Gruppe ernähren sich vorwiegend von Nektar, dazu besitzen sie verlängerte Mundwerkzeuge mit zahlreichen Borsten, die ihnen vermutlich Aufsaugen des Nektars ermöglichen. Die zweite und die dritte Gruppe enthalten die meisten der untersuchten Arten. Diese beiden Gruppen unterscheiden sich nur in der Morphologie der Mandibel, während die anderen Strukturen keine Unterschiede zeigen. Bei der Mandibel der einen Gruppe ist der Incisiviteil als eckiger Zahn ausgebildet während er bei der anderen Gruppe abgerundet und von der weichhäutigen Lacinia mobilis umgeben ist. Beide Gruppen haben eine Maxille bei der nicht die Lacinia, sondern die Galea stark sklerotisiert ist und Zähne bildet und zusätzlich mit Borsten ausgestattet ist, während die Lacinia nur in reduzierter Form vorhanden ist. Käfer aus der zweiten und dritten Ernährungsgruppe fressen sowohl Nektar und Pollen als auch Teile der Pflanze, wie sich bei der Untersuchung des Vorderdarmes zeigte. Die vierte Gruppe, die der dritten Bestäubungsgilde von Picker & Midgley (1996) entspricht, hatte sowohl auf den Mundwerkzeugen als auch im Darm große Mengen intakter Pollenkörner. Obwohl diese Gruppe eine sehr große und stark bezahnte Mola besitzt, werden die Pollenkörner intakt geschluckt. Zwei Arten konnten anhand der Modifikationen ihrer Mundwerkzeuge zu keiner der vier Ernährungsgruppen zugeteilt werden, da sie sich zu sehr von den anderen Arten unterschieden, darum wurde eine fünfte und eine sechste Gruppe für diese beiden Arten konstruiert. Bei beiden besitzt die Galea eine Reihe kleiner Zähne an der distalen Kante und ist mit zahlreichen Borsten besetzt. Bis auf die fünfte Ernährungsgruppe besitzen alle eine Mandibel mit stark bezahnter Mola. Bei allen untersuchten Tieren waren die im Vorderdarm gefundenen Pollenkörner intakt was darauf hindeutet, dass die Mola nicht dazu verwendet werden kann um die Pollenkörner aufzubrechen, sondern um den Pollen lediglich weiter unten in den Epipharynx zu transportieren. Bei der Maxille, bei der die Lacinia stark reduziert war, kann vermutet werden, dass die Galea die Funktion des Pollen- und Nektareinsammelns übernimmt.

Abstract

(Englisch)

Monkey beetles appear to be one of the most important pollinating insects in the Cape Province of South Africa. This region contains the majority of the world´s monkey beetle species which feed on petals of flowers, pollen and nectar. They play a vital role in the pollination of Asteraceae and Aizoaceae, using the flowers as food source and as mating sites in addition. The purpose of this study is to describe the mouthpart morphology and examine the gut content of representatives of the pollinator guilds. The studied monkey beetle species were grouped into six feeding groups by their mouthpart morphology and their gut content. Mouthparts were dissected and examined using a light microscope as well as using a SEM. The first feeding group contains three species and feed probably on nectar. Those beetles have elongated mouthparts equipped with brushes of dense setae. The second and the third group, which contain the majority of the investigated species, were divided into two different groups, even though they had similar mouthpart modifications but these two groups had different incisor parts on their mandible. Both feed on nectar and pollen and could be destructive to the plants they visit. Members of the third group had foliage material in their gut which confirms that they actual feed on floral tissue. The fourth group contains species that feed mainly on pollen and maybe additionally on nectar. These species possess a broad mola and postmola to knead the pollen grains. Two species were not suitable for the existing feeding groups because of their uncommon modifications of maxilla and mandible, therefore the fifth and the sixth group were designed. Both feeding groups possess a galea with one row of teeth on the distal margin. The fifth feeding group possesses an uncommon mola, with a small surface without teeth while the sixth group forms an intermediate group between the second and the fifth group, with similar mouthpart modifications of both groups. In the dissected guts only intact pollen grains could be found. This leads to the presumption, that the toothed mola has lost its biting capacity and the pollen grains are swallowed intact. The modification of the maxillae with a sclerotized galea and a reduced lacinia mobilis suggests that the main structure for nectar and pollen uptake in Hopliini is formed by the galea.

Autor*innen

Teresa Hansal

Haupttitel (Englisch)

Comparative morphology of the mouthparts of South African monkey beetles (Scarabaeidae: Hopliini)

Paralleltitel (Deutsch)

Vergleichende Morphologie der Mundwerkzeuge südafrikanischer "Monkey Beetles" (Scarabaeidae: Hopliini)

Publikationsjahr

2013

Umfangsangabe

41 S. : Ill.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Harald Krenn

Klassifikationen

42 Biologie > 42.62 Tiermorphologie, Tieranatomie ,

42 Biologie > 42.75 Insecta

AC Nummer

AC11147127

Utheses ID

27075

Studienkennzahl

UA | 439 | | |

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Schlagwörter