Breaking host plant defence - did mandibular "oil presses" facilitate the radiation of Gondwanan pergid sawflies onto oil-rich myrtaceous hosts?
Final Report Abstract
Im Berichtszeitraum konnten alle im Originalantrag aufgeführten Fragestellungen erfolgreich bearbeitet werden. In Australien existieren viele Insektenarten, die sich von Eukalyptusblättern ernähren. Durch den hohen Gehalt an teilweise giftigen ätherischen Ölen benötigen diese Insekten spezielle Anpassungen, um sich von den Blätter ernähren zu können. Die entgiften ihre Nahrung auf chemischem Wege durch Enzyme. Die Larven einiger australischer Blattwespen besitzen jedoch spezielle morphologische Anpassungen an den Mandibeln, sogenannte „Mandibelbürsten", die es ihnen ermöglicht, ätherische Öle der Wirtspflanze von der nahrhaften Blattmasse zu extrahieren. Die Öle werden in einer sackartigen Ausstülpung des Vorderdarms gespeichert, dem Diverticulum. Bei Beunruhigung geben die Larven die Öle durch die Mundöffnung zur Verteidigung ab. Die Extraktion und Speicherung der Öle hat somit eine doppelte Funktion, zum einen die Abwehr von Feinden und zum andern das Entfernen giftiger sekundärer Inhaltsstoffe aus der Nahrung. Der Vorteil dieser mechanischen Entgiftung gegenüber der chemischen, die bei anderen Insekten zu flnden ist, besteht darin, dass die Larve weniger in die chemische Entgiftung durch Enzyme investierten muss. Mandibelbürsten waren bisher nur aus einer Unterfamilie der Blattwespenfamilie Pergidae bekannt, den Perginae. Die Suche nach ähnlichen Strukturen bei Larven anderer Unterfamilien erbrachte keine besonderen Mandibelstrukturen, d.h. die Mandibeln waren einfach aufgebaut wie bei Larven anderer phytophager Insekten. Durch Zufall sind wir dann jedoch auf Beobachtungen eines Kollegen gestoßen, der sich beim Betrachten der Mandibelbürsten an ähnliche Strukturen bei einer anderen Blattwespenfamilie erinnern konnte, den Argidae. Die Familie Argidae steht in einem gut begründeten Schwestergruppenverhältnis zu den Pergidae. Innerhalb dieser fast 900 Arten umfassenden Familie sind bei sieben Arten Strukturen auf der Kaufläche der Mandibeln vorhanden, die denen der Pergidenlarven ähneln. Im Gegensatz zu den weichen und stark verästelten Mandibelbürsten der Pergidae sind diese bei Larven der Argiden jedoch hart skierotisiert. Wegen des jahreszeitlich begrenzten Auftretens der zu untersuchenden Insektenarten wurden die Aufenthalte für die Monate August/September und März/April geplant. Dies hat sich als äußerst vorteilhaft für das Projekt erwiesen, denn in Ostaustralien herrschte zu Beginn des Berichtszeitraums eine extreme Trockenperiode, die erst in der zweiten Jahreshälfte 2007 durch starke Regenfälle beendet wurde. Hier zeigte sich ein gravierender Unterschied zu den Bedingungen in temperierten Regionen: In Australien werden Vorkommen und Häufigkeit von Insekten vor allem durch Feuchtigkeit und nicht wie in unseren Breiten durch die Temperatur beeinflusst.
Publications
- (2009). A new subfamily, genus, and species of Cephidae (Hymenoptera) from Australia. Zootaxa 2034: 56-60
Smith, D.R. & Schmidt, S.
