Detailansicht
Natural and sexual selection become visible
animal - plant interactions between the parasitic weevil Rhopalapion longirostre (Olivier 1807) (Insecta: Coleoptera: Curculionoidea: Brentidae) and its host plant Alcea rosea (Linaeus 1758) (Malvaceae) provide the environmental frame for the emergence of an extreme sexual dimorphism reflected in the weevil's rostrum
Gertha Wilhelm
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Dr.-Studium der Naturwissenschaften Zoologie (Stzw)
Betreuer*in
Hans Leo Nemeschkal
DOI
10.25365/thesis.36715
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29403.72361.833654-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der parasitäre Rüsselkäfer Rhopalapion longirostre (Olivier, 1807), (Brentidae: Curculionoidea: Coleoptera) lebt monophag auf seiner Wirtspflanze Alcea rosea, Malvaceae. Die erwachsenen Käfer konsumieren das Gewebe zwischen den Blattspreiten, indem sie kleine Löcher in die grünen Blätter bohren. Die Mundwerkzeuge befinden sich an der Spitze der extrem unterschiedlichen Rüssel. Der männliche Rüssel ist gedrungen und dicht mit Poren und Härchen besetzt, während der weibliche Rüssel viel länger, dünn und glatt ist. Ein Vergleich der absoluten Rüssellängen ergab, dass der weibliche Rüssel im Durchschnitt doppelt so lang wie der männliche ist. Die Kopfmuskulatur weist starken Sexualdimorphismus auf. Die Muskulatur der Mandibeln und des Pharynx ist beim Weibchen wesentlich stärker als beim Männchen ausgebildet. Während der Kopulation bohrt das Weibchen mit seinem langen Rüssel einen Eikanal in eine Blütenknospe. Danach dreht sie sich um und legt drei bis vier Eier in die Öffnung. Die gesamte holometabole Entwicklung, vom ersten Larvenstadium bis hin zum adulten Käfer, findet im Inneren der Blütenknospe beziehungsweise in der Samenanlage statt. Optimale Bedingungen für eine erfolgreiche Entwicklung des Rüsselkäfers sind Samenkapseln, die eine hohe Anzahl gut entwickelter Samen aufweisen, die von den Larven im letzten Entwicklungsstadium gefressen werden. Der reproduktive Erfolg der Pflanze ist ebenfalls von einer großen Zahl gut entwickelter, aber nicht von Parasiten befallenen Samenkapseln abhängig. Der verlängerte weibliche Rüssel von R. longirostre ermöglicht eine effiziente Eiablage und ist als ein Ergebnis natürlicher Selektion zu werten. Beide, Männchen und Weibchen sind aktiv in den komplexen und lang andauernden Paarungsprozess involviert. Das Männchen sitzt während der Kopulation und der Eiablage auf dem Rücken des Weibchens. Ein zu langer männlicher Rüssel würde das Weibchen beim Bohren des Eikanals behindern. Sexuelle Selektion bewirkt daher, dass der Rüssel des Männchens kurz bleibt. Statistische Analysen sowie detaillierte, langjährige Beobachtungen ergaben, dass nur Paare, deren Körpergröße genau zusammenpasst, erfolgreich kopulieren können. Das Zusammenspiel von natürlicher und sexueller Selektion schlägt sich im extrem sexuell dimorphen Erscheinungsbild des Rüssels dieser Art nieder, wobei natürliche Selektion für die Verlängerung des weiblichen Rüssels und sexuelle Selektion für den kurzen männlichen Rüssel verantwortlich ist.
Abstract
(Englisch)
The parasitic weevil Rhopalapion longirostre (Olivier, 1807), (Brentidae: Curculionoidea: Coleoptera) lives monophagous on its host plant Alcea rosea, Malvaceae. The adult weevils consume the plant tissue when boring small holes into the leaves of the host plant. The mouthparts are situated at the tip of their extreme sexually dimorphic rostra. The male rostrum is stout and densely covered with setae and pores while the female rostrum is much longer, thin and smooth. Comparing the absolute rostra lengths, the mean rostrum length is twice as high in females as in males. The internal head morphology reveals a distinct sexual dimorphism. The mandibular and pharyngeal musculature is larger in females than in males. During copulation, with the male sitting on her back, the female bores an egg channel into a flower bud using her long and smooth “oviposition rostrum”. She turns around and deposits three to four eggs into the bore channel. Inside the flower bud the weevils undergo a complete holometabolic and endophytic development, from the first instar consuming pollen grains, to the adult beetle who escapes from a dry seed capsule. The optimal conditions for successful development of the weevil depends on seed capsules with a high number of well developed seeds for consumption. The reproductive success of the plant is guaranteed by a high number of well-developed and not infested seeds. The elongated female snout of R. longirostre is an adaptation for efficient egg channel boring and therefore a result of natural selection. Both, males and females are actively involved in the complex and lengthy mating process. Statistical analyses and detailed observations reveal that only couples with exactly matched body size can mate successfully. As mating males with too long rostra would hinder the females during egg channel boring sexual selection favours shorter rostra in males. The interplay of natural and sexual selection are responsible for the appearance of extreme sexual dimorphism in the rostra of this species: whereby the former type of selection promotes enlargement of the female rostrum while the latter type forces to retain a shorter male rostrum.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
animal-plant interactions parasitic weevil host plant sexual dimorphism weevil rostrum
Schlagwörter
(Deutsch)
Tier-Pflanze Interaktionen parasitischer Rüsselkäfer Wirtspflanze Sexualdimorphismus Rüssel des Rüsselkäfers
Autor*innen
Gertha Wilhelm
Haupttitel (Englisch)
Natural and sexual selection become visible
Hauptuntertitel (Englisch)
animal - plant interactions between the parasitic weevil Rhopalapion longirostre (Olivier 1807) (Insecta: Coleoptera: Curculionoidea: Brentidae) and its host plant Alcea rosea (Linaeus 1758) (Malvaceae) provide the environmental frame for the emergence of an extreme sexual dimorphism reflected in the weevil's rostrum
Paralleltitel (Deutsch)
Natürliche und sexuelle Selektion werden sichtbar
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
60 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Oliver Betz ,
Axel Schopf
Klassifikation
42 Biologie > 42.89 Zoologie: Sonstiges
AC Nummer
AC12242719
Utheses ID
32544
Studienkennzahl
UA | 091 | 439 | |