Der Larvenkopf von Oniscigaster wakefieldi McLachlan, 1873 (Insecta: Ephemeroptera: Onscigastridae)

Abstract

Der Larvenkopf der neuseeländischen Eintagsfliege Oniscigaster wakefieldi wird beschrieben. Davon ausgehend wird der Versuch unternommen, im Sinne der phylogenetischen Systematik Aussagen über den Bau des Larvenkopfes im Grundplan der Ephemeroptera zu treffen. Besonderes Gewicht liegt dabei auf der Anatomie und funktionellen Morphologie der larvalen Mundwerkzeuge und der Homologisierung ihrer Muskulatur. Im Mittelpunkt steht hierbei die Mandibel, an der ein vorderer Artikulationskomplex aus zwei Gelenkpunkten nachgewiesen wird. Zur Bewertung der gewonnenen Ergebnisse werden diese mit der Mandibel des Silberfischchens Tricholepidion gertschi und anderer Zygentoma verglichen. Alle Zygentoma weisen an der Mandibel ebenfalls einen anterioren Artikulationskomplex auf. Diese Übereinstimmungen werden als Grundplanmerkmal der Dicondylia gewertet. Darauf beruhend wird die Merkmalstransformation von der monocondylen Mandibel der Ectognatha bis zur dicondylen Mandibel der Odonata und Neoptera dargelegt und in ihrem funktionellen und phylogenetischen Kontext interpretiert. Dieser Umbau der Mandibel und ihrer Muskulatur ist korreliert mit Veränderungen im Bau und der Lage der vorderen Tentorialarme und der Kopfseitenwand. Keine der untersuchten Mandibeln ist segmentiert. Die Hypothese einer primär dreigliedrigen, telognathen Mandibel im Grundplan der Insekten wird daher zurückgewiesen. Die verschmolzenen Laden der larvalen Eintagsfliegenmaxille werden mit denen der Libellen verglichen und unterschiedliche Interpretationsmöglichkeiten der Befunde aufgezeigt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden zusammen mit allen bisher diskutierten Merkmalen für eine phylogenetische Analyse der umstrittenen Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den basalen Gruppen der Pterygota herangezogen. Aus diesen Daten ergibt sich als schlüssigste Verwandtschaftshypothese ein Schwestergruppenverhältnis zwischen den Ephemeroptera und allen anderen geflügelten Insekten, den Metapterygota.

The larval head of the New Zealand mayfly Oniscigaster wakefieldi is investigated, a mayfly which is thought of as plesiomorphic in many respects. Based on a broad comparison with other mayfly species, it is aimed to reconstruct the groundplan of the larval head of mayflies. Emphasis is laid on the anatomy and functional morphology of the larval mouthparts and the homologization of their muscles. The results indicate the presence of an anterior articulation complex of the mandible that is made up of two points of mandibular attachment to the cranium in the groundplan of Ephemeroptera. These attachment points are compared with the condition in the relic silverfish Tricholepidion gertschi and other Zygentoma. It is shown that in the Zygentoma there is a similar articulation complex present. This correspondence is regarded as a groundplan character of Dicondylia. The character transformation from the monocondylous mandibles of Ectognatha to the dicondylous mandible of Odonata and Neoptera is interpreted in its functional and phylogenetic context. The alterations of the mandible and its muscles are correlated with changes in the construction and position of the anterior tentorial arms and the lateral cranium. None of the investigated mandibles show traces of segmentation. Thus the hypothesis of a tripartite telognathic mandible in the groundplan of insects is rejected. The fused galeolacinia of mayfly larvae is compared to the ones of the Odonata. The different ways of interpretation of these results are discussed. The findings of this study, together with all previously discussed characters, are used for a phylogenetic analysis to unravel the phylogenetic affinities between the three basal groups of the Pterygota (Ephemeroptera, Odonata, Neoptera). The data point to a sistergroup relationship between the Ephemeroptera and all other pterygote insects, the Metapterygota.