PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

The larvae of all Agromyzidae species (Diptera) are internal feeders of living plant tissue. They can be leaf-miners, stem-miners, seed-parasites and gall-developers among others. Using SEM and light microscopy, the larval stages of Agromyzidae were examined in order to find useful characters for phylogenetic reconstruction of Agromyzidae. Another aim of this study was the functional interpretation or the larval mouthparts: A considerable morphological difference can be recognised between leaf-miners and dwellers in other plant parts. The first mentioned have generally finer mouthparts and their body is laterally flattened, probably due to their thin, nearly two-dimensional environment within the leaf. In contrast, the more tube-shaped stem-miners have stronger mouthparts, which enable them to deal with tough plant tissue. Seed-feeders and gall-developers have variable mouthparts and a thick, sack-like body shape. Yet also within these outlined feeding types, certain degrees of specialisation and different adaptations to their host plants can be found. The different phytophagous feeding habits mentioned above, lead to the question, which one can be proposed to be ancestral. Therefore, the phylogenetic reconstruction was used to infer the evolution of plant exploitation in Agromyzidae. Evidence from this approach suggests leaf-mining to be the ancestral feeding habit in Agromyzidae. Alternative feeding habits emerge independently at different times. Furthermore the cladistic reconstruction indicates that stem and seed dwellers are more related to specialised leaf-miners than to more ancient leaf-miners. The significance of leaf-mining as possible first step towards phytophagy is discussed.

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Die Larven der Minierfliegen (Diptera: Agromyzidae) leben im Innern von Pflanzen und ernähren sich von deren Gewebe. Viele leben als Blattminierer, andere als Stengelminierer, Samenparasit oder Gallbildner. Um Merkmale für eine phylogenetische Rekonstruktion zu erhalten, wurden Agromyzidenlarven mit Rasterelektronenmikroskop und Lichtmikroskop untersucht. Ein zweites Ziel war es, die larvalen Mundwerkzeuge funktionsmorphologisch zu interpretieren. Zwischen Blattminierern und den Bewohnern anderer Pflanzenteile besteht eine bemerkenswerte morphologische Distanz. Erstere weisen generell feinere Mundwerkzeuge auf, und der Körper ist lateral abgeflacht. Dies ist vermutlich auf die dünne, annähernd zweidimensionale Umwelt im Blatt zurückzuführen. Demgegenüber haben die eher walzenförmigen Stengelminierer dickere Mundwerkzeuge, die sie dazu befähigen, das härtere Gewebe in Stengeln zu bewältigen. Samenparasiten und Gallbildner besitzen uneinheitliche Mundwerkzeuge und eine dickliche, sackartige Körperform. Auch innerhalb der erwähnten Ernährungsgruppen existieren unterschiedlich stark ausgeprägte Spezialisierungen und Anpassungen an die Wirtspflanzen. Die vielfältigen Ernährungsweisen innerhalb der Familie führen zu der Frage, welche als die ursprüngliche angesehen werden kann. Um diese Frage auf der Basis der bekannten phylogenetischen Daten zu beantworten, wurden die larvalen Ernährungsweisen auf den Kladogrammen optimiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Blattminieren die ursprünglichste der rezenten Ernährungsweisen ist. Andere Ressourcen, wie Stengel, Früchte und das Kambium von Bäumen, wurden mehrfach unabhängig erschlossen. Die nächsten Verwandten der Gruppen von Nicht-Blattminierern sind überwiegend hinsichtlich ihrer Mundwerkzeuge spezialisierte Blattminierer. Das Blattminieren wird als möglicher erster Schritt zur Phytophagie bei Insekten diskutiert.