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Interrelationships of Staphyliniform groups inferred from 18S and 28S rDNA sequences, with special emphasis on Hydrophiloidea (Coleoptera, Staphyliniformia)

2004; Wiley; Volume: 42; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1111/j.1439-0469.2004.00282.x

1439-0469

Anja Korte, Ignacio Ribera, Rolf G. Beutel, Dominik Bernhard,

Hymenoptera taxonomy and phylogeny

The series Staphyliniformia is one of the mega-diverse groups of Coleoptera, but the relationships among the main families are still poorly understood. In this paper we address the interrelationships of staphyliniform groups, with special emphasis on Hydrophiloidea and Hydraenidae, based on partial sequences of the ribosomal genes 18S rDNA and 28S rDNA. Sequence data were analysed with parsimony and Bayesian posterior probabilities, in an attempt to overcome the likely effect of some branches longer than the 95% cumulative probability of the estimated normal distribution of the path lengths of the species. The inter-family relationships in the trees obtained with both methods were in general poorly supported, although most of the results based on the sequence data are in good agreement with morphological studies. In none of our analyses a close relationship between Hydraenidae and Hydrophiloidea was supported, contrary to the traditional view but in agreement with recent morphological investigations. Hydraenidae form a clade with Ptiliidae and Scydmaenidae in the tree obtained with Bayesian probabilities, but are placed as basal group of Staphyliniformia (with Silphidae as subordinate group) in the parsimony tree. Based on the analysed data with a limited set of outgroups Scarabaeoidea are nested within Staphyliniformia. However, this needs further support. Hydrophiloidea s.str., Sphaeridiinae, Histeroidea (Histeridae + Sphaeritidae), and all staphylinoid families included are confirmed as monophyletic, with the exception of Hydraenidae in the parsimony tree. Spercheidae are not a basal group within Hydrophiloidea, as has been previously suggested, but included in a polytomy with other Hydrophilidae in the Bayesian analyses, or its sistergroup (with the inclusion of Epimetopidae) in the parsimony tree. Helophorus is placed at the base of Hydrophiloidea in the parsimony tree. The monophyly of Hydrophiloidea s.l. (including the histeroid families) and Staphylinoidea could not be confirmed by the analysed data. Some results, such as a placement of Silphidae as subordinate group of Hydraenidae (parsimony tree), or a sistergroup relationship between Ptiliidae and Scydmaenidae, appear unlikely from a morphological point of view. Die Serie Staphyliniformia ist eines der artenreichsten Taxa der Coleoptera. Die bisher postulierten Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Familien sind nach wie vor nicht ausreichend abgesichert. Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zur Aufklärung der Phylogenie mit Hilfe von Teilsequenzen der 18S rDNA und 28S rDNA, unter besonderer Berücksichtigung der Hydrophiloidea und Hydraenidae. Die Sequenzdaten wurden mit Parsimonie-Verfahren und um wahrscheinliche ,,long-branch' Effekte zu vermeiden auch mit dem Bayesschen Verfahren analysiert. Mit beiden Analysemethoden werden die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den meisten Familien nur schwach unterstützt. Allerdings stimmen die meisten Resultate gut mit morphologischen Arbeiten überein. Keine unserer Analysen ergab eine nahe Verwandtschaft zwischen den Hydraenidae und Hydrophiloidea. Dies steht in Widerspruch zur traditionellen Auffassung, stimmt aber mit aktuellen morphologischen Untersuchungen überein. Nach dem auf der Bayesschen Methode beruhenden Kladogramm bilden die Hydraenidae ein Monophylum mit den Ptiliidae und Scydmaenidae. Dagegen stehen sie nach den Ergebnissen der Parsimonie-Analyse an der Basis der Staphyliniformia (mit den Silphidae als untergeordneter Teilgruppe). Die Scarabaeoidea stehen innerhalb der Staphyliniformia. Die Hydrophiloidea s.str., Sphaeridiinae, Histeroidea (Histeridae + Sphaeritidae), und alle Familien der Staphylinoidea wurden als monophyletische Gruppen bestätigt. Nur die Hydraenidae bilden in dem auf der Parsimonie-Methode beruhenden Kladogramm kein Monophylum. Die Spercheidae stellen keine basale Gruppe der Hydrophiloidea dar, sondern bilden mit Teilgruppen der Hydrophilidae eine Multifurkation (Bayes'sches Kladogramm), oder sie sind die Schwestergruppe der Hydrophilidae inklusive Epimetopidae (Parsimonie-Analyse). Nach der Parsimonie-Methode bildet Helophorus die Schwestergruppe zu den übrigen Hydrophiloidea. Die Monophylie der Hydrophiloidea s.l. (inklusive Histeroidea) und der Staphylinoidea konnte durch die Analysen nicht bestätigt werden. Einige Resultate wie die Stellung der Silphidae als untergeordnete Teilgruppe der Hydraenidae (Parsimonie-KladogrammAnalyse), oder das Schwestergruppenverhältnis zwischen den Ptiliidae und Scydmaenidae erscheinen in Anbetracht der morphologischen Befunde unwahrscheinlich.