Portal de Periódicos da CAPES

Präadaptation, Wirtskreiserweiterung and Parallel-Cladogenese in der Evolution von phytophagen Insekten1, 2

2009; Wiley; Volume: 26; Issue: 5 Linguagem: Alemão

10.1111/j.1439-0469.1988.tb00321.x

1439-0469

Von H. Zwölfer, J. Herbst,

Insect-Plant Interactions and Control

Journal of Zoological Systematics and Evolutionary ResearchVolume 26, Issue 5 p. 320-340 Präadaptation, Wirtskreiserweiterung and Parallel-Cladogenese in der Evolution von phytophagen Insekten1, 2 Von H. Zwölfer, Corresponding Author Von H. Zwölfer Lehrstuhl Tierökologie 1 der Universität BayreuthLehrstuhl Tierökologie I, Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, D-8580 BayreuthSearch for more papers by this authorJ. Herbst, Corresponding Author J. Herbst Lehrstuhl Tierökologie 1 der Universität BayreuthLehrstuhl Tierökologie I, Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, D-8580 BayreuthSearch for more papers by this author Von H. Zwölfer, Corresponding Author Von H. Zwölfer Lehrstuhl Tierökologie 1 der Universität BayreuthLehrstuhl Tierökologie I, Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, D-8580 BayreuthSearch for more papers by this authorJ. Herbst, Corresponding Author J. Herbst Lehrstuhl Tierökologie 1 der Universität BayreuthLehrstuhl Tierökologie I, Universität Bayreuth, Universitätsstr. 30, D-8580 BayreuthSearch for more papers by this author First published: October 1988 https://doi.org/10.1111/j.1439-0469.1988.tb00321.xCitations: 25 Vortrag, gehalten von H. Zwölfer am 15. November 1986 in Freiburg. Günther Osche zum 60, Geburtstag. AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Abstract Preadaptation, host shifts and parallel cladogenesis in the evolution of phytophagous insects In this contribution we investigate the possibilities to apply concepts developed for the evolution of animal parasites to insect-plant systems. We compare host parasite systems in animals with plant-herbivore systems and list similarities and differences. The terms preadaptation, predisposition, expansion and contraction of host ranges, and parallel cladogenesis are discussed. We enumerate general preadaptations for the evolution of herbivory in insects and preadaptations for shifts between herbivory and entomophagy. Examples are given for expansions of host ranges based on phytochemical or structural characters of host plants. Cases of parallel cladogenesis in herbivoreparasitoid systems and plant-herbivore systems are compiled from the literature. An analysis of the insect fauna of the "thistles" (Cynaroideae) in the Palearctic and Nearctic demonstrates the importance of the evolutionary history of the plant taxa and of the existence of preadapted pools of herbivores for the evolution of guilds of specialized herbivores. The members of the Curculionid taxon Cleoninae provide examples for multiple colonizations and radiations of herbivores on the Cynaroideae. The taxonomic and biological relationships of the weevil genera Rhinocyllus, Bangasternus and Larinus which exploit the flower heads of Cynaroideae, can be interpreted as result of a basic parallel cladogenesis between herbivore and host. A gelelectrophoretic analysis of Larinus spp. supports this hypothesis. Literatur Askew, R. R., 1975: The organization of chalcid-dominated parasitoid communities centred upon endophytic hosts. In: Evolutionary strategies of parasitic insects and mites. Hrsg. P. W. Price. New York : Plenum Press. S. 130– 153. Askew, R. R. 1984: The biology of gall wasps. In: The Biology of Gall Insects. Hrsg. T. N. Ananthakrishnan. London : E. Arnold. S. 223– 271. Bendel-Janssen, M., 1977: Zur Biologie, Ökologie and Ethologie der Chalcidoidea (Hym.). Mitt. Biol. Bundesanst. Land- u. Forstw. Berlin-Dahlem, Heft 176. Berenbaum, M., 1981: Patterns of furanocoumarin distribution and insect herbivory in the Umbelliferae: Plant chemistry and community structure. Ecology 62, 1254– 1266. Berlocher, S. H.; Bush, G. L., 1982: An electrophorenc analysis of Rhagoletis (Diptera: Tephritidae) phylogeny. Syst. Zool. 31, 136– 155. Börner, C., 1939: Anfälligkeit, Resistenz and Immunität der Reben gegen die Reblaus. Allgemeine Gesichtspunkte zur Frage der Spezialisierung von Parasiten: die harmonische Beschränkung des Lebensraums. Z. hyg. Zool. Schädlingsbek. 31, 274– 285; 301–308, 325–334. Bush, G. L., 1966: The taxonomy, cytology, and evolution of the genus Rhagoletis in North America (Diptera: Tephritidae). Evolution 23, 237– 251. Bush, G. L. 1988: Population genetics and host races. Symp. on fruit flies of economic importance, Rome, 7–10 April, 1987. (im Druck). Coope, G. R., 1970: Interpretations of quarternary insect fossils. Ann. Rev. Entomol. 15, 97– 120. Crowson, R. A., 1981: The biology of the Coleoptera. London : Academic Press. Dethier, V. G., 1941: Chemical factors determining the choice of foodplants by Papilio larvae. Am. Nat. 75, 61– 73. Dittrich, M., 1977: Cynareae – systematic review. In: The Biology and Chemistry of the Cornpositae. Hrsg. V. H. Heywood, J. B. Harborne, B. L. Turner. London : Academic Press. S. 999– 1015. Eastop, V. F., 1973: Deductions from the present day host plants of aphids and related insects. Hrsg. Von H. Emden. Symp. Roy. Entomol. Soc. London 6, 157– 178. Eichler, W. D., 1942: Die Entfalrungsregel and andere Gesetzmäßigkeiten in den parasitogenetischen Beziehungen der Mallophagen and anderer stindiger Parasiten zu ihren Wirten. Zool. Anz. 137, 77– 83. Feeny, P.; Rosenberry, L.; Carter, M., 1983: Chemical aspects of oviposition behavior in butterflies. In: Herbivorous insects. Host-seeking behavior and mechanisms. Hrsg. S. Ahmad. New York : Academic Press. S. 27– 76. Fischer, H.; Jensen, U., 1987: Phytoserological investigation of the tribe Cardueae s. I. (Cornpositae). Plant systematics and Evolution. (im Druck). Gahan, A. B., 1922: A list of phytophagous Chalcidoidea with descriptions of two new species. Proc. Entomol. Soc. Washington 24, 33– 58. Giller, P. S., 1984: Community structure and the niche. London : Chapman & Hall. Goeden, R. D.; Ricker, D. W., 1987 a: Phytophagous insect faunas of the native thistles, Cirsium brevistylum, Cirsium congdonii, Cirsium occidentale, and Cirsium tioganum, in Southern California. Ann. Entomol. Soc. Am. 80, 152– 160. Goeden, R. D. 1987 b: Phytophaous insect faunas of native Cirsium thistles, C. mohavense, C. neomexcicanum, and C. nidulum, in the Mojave Desert of Southern California. Ann. Entomol. Soc. Am. 80, 161– 175. Griffiths, G. C. D., 1964: The Alysiinae (Hym. Bracqnidae) parasites of the Agromyzidae (Diptera). Beitr. Ent. 14, 771– 967. Günther, K., 1950: Okologische and funktionelle Anmerkungen zur Frage des Nahrungserwerbs bei Tiefseefischen mit einem Exkurs über die ökologischen Zonen and Nischen. In: Moderne Biologie, Festschrift zum 60. Geburtstag von Hans Nachtsheim. Hrsg. H. Grünberg und W. Ulrich. Berlin : F. W. Peters. S. 55– 93. Harris, P., 1972: Food-plant groups of the Semanophorinae (Lepidoptera: Sphingidae): a possible taxonomic tool. Can. Ent. 104, 71– 80. Harris, P. 1986: Biological control of weeds. Fortschr. Zool. 32, 123– 138. Herbst, J., 1986: Biosystematische Untersuchungen an Arten der Gaming Larinus Germ. (Coleoptera: Curculionidae). Dipl.-Arbeit, Univ. Bayreuth. Herbst, J. 1987: Allozymanalyse bei der Gaming Larinus Germ. (Col. Curculionidae) als Hinweis auf Koevolution mit der Wirtspflanzentribus Cardueae (Asteraceae). Verh. duch. Zool. Ges. 80, 252. Hille Ris Lambers, D. G., 1979: Aphids as botanists Symb. Bot. Upsal. 22, 114– 119. Holzapfel, O. A., 1986: Bemerkungen zu dem Beitrag "Schwalbenschwanzraupe – diesmal nicht ganz futterkonform" in dieser Zeitschrift 96: 256. Ent. Z. 96, 287– 288. Hutchinson, G. E., 1957: Concluding remarks. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 22, 415– 427. Janzen, D. H., 1980: When is it coevolution Evolution 34, 611– 612. Jeffries, M. J.; Lawton, J. H., 1984: Enemy free space and the structure of ecological communities. Biol. J. Linnean Soc. 23, 269– 286. Jermy, T., 1976: Evolution of insect/host-plant relationship. Am. Nat. 124, 609– 630. Julien, M. H., 1982: Biological control of weeds. A world catalogue of agents and their target weeds. Commonwealth Agric. Bureaux , Farnham Royal , UK . Komma, M., 1984: Wirtsrassenbildung bei der Bohrfliege Tephritis conura (Dipt.: Tephritidae). Verh. Dtsch. Zool. Ges. 77, 256. Komma, M. 1986: Mikroevolution bei der Bohrfliege Tephritis conura (Dipt.: Tephritidae): Einnischung bei der Wirtswahl and in der Zeit. Verh. Dtsch. Zool. Ges. 79, 177– 178. Kopelke, J. P., 1984: Biologie and Parasiten der gallenbildenden Blattwespe Pontania proxima (Lepeletier) (Insecta: Hymenoptera: Tenthredinidae). Senckenbergiana biol. 65, 215– 239. Mackauer, M., 1961: Zur Frage der Wirtsbindung der Blattlausschlupfwespen (Hymenoptera: Aphidiidae). Z. f. Parasitenkunde 20, 576– 591. Mackauer, M. 1962: Spezifische Parasiten der Acyrthosiphon-Macrosiphum-Gruppe und Grundfragen der Wirtsbindung der Blattlausschlupfwespen (Homoptera: Aphididae – Hymenoptera: Aphidiidae). Z. an. Ent. 50, 125– 131. Mackauer, M. 1965: Parasitological data as an aid in aphid classification. Can. Entomol. 97, 1016– 1024. Malyshev, S. I., 1968: Genesis of the Hymenoptera and the phases of their evolution. London : Methuen & Co. Mamajev, B. M., 1964: Ecological aspects of the evolution of gall midges (Dipt. Itonididae-Cecidomyidae). Zool. J. 43, 1161– 1172. Mamajev, B. M. 1971: The significance of dead wood as an environment in insect evolution. 13th Int. Congr. Ent. Moscow 1968, 1, 269. Müller, F. P., 1956: Die Futterpflanzen in der Blattlaussystematik (Hom. Aphididae). Ber. Hundertjahrfeier Deutsch. Entomol. Ges., Berlin, 93–99. Nei, M., 1972: Genetic distance between populations. Am. Nat. 106, 283– 292. Oldroyd, H., 1964: The natural history of flies. London : Weidenfeld & Nicolson. Osche, G., 1957: Die "Wirtskreiserweiterung" bei Nematoden and die sie bedingenden biologischökologischen Faktoren. Z. f. Parasitenkunde 17, 437– 489. Osche, G. 1959: Systematische, morphologische and parasitophyletische Studien an parasitischen Oxyuroidea (Nematoda) exotischer Diplopoden. Zool. Jb. Syst. 87, 395– 440. Osche, G. 1960: Aufgaben and Probleme der Systematik am Beispiel der Nematoden. Verb. Deutsch. Zool. Ges., Bonn/Rhein, pp. 329– 384. Osche, G. 1962 a: Das Praadaptationsphanomen and seine Bedeutung fur die Evolution. Zool. Anz. 169, 14– 49. Osche, G. 1962 b: Ökologie des Parasitismus and der Symbiose (einschließlich Phoresie, Epökie und Kornmensalismus). Fortschr. Zoologie 15, 125– 164. Osche, G. 1965: Parasitismus and Evolution. Naturw. Rundschau 18, 189– 196. Petri, K., 1907: Bestimmungstabellen der europäischen Coleopteren, Curculionidae, Larinus and Verwandte. Verh. Naturforsch. Ver. in Brünn 45, 51– 146. Phillips, P. A.; Barnes, M. M., 1975: Host race formation among sympatric apple, walnut, and plum populations of the codling moth, Laspeyresia pomonella. Ann. Entomol. Soc. Am. 68, 1053– 1060. Price, P. W., 1977: General concepts on the evolutionary biology of parasites. Evolution 31, 405– 420. Prokopy, R. J., 1968: Visual responses of apple maggot flies, Rhagoletis pomonella: orchard studies. Entomol. Exp. Appl. 11, 403– 422. Prokopy, R. D.; Owens, E. D., 1983: Visual detection of plants by herbivorous insects. Ann. Rev. Entomol. 28, 337– 364. Pschorn-Walcher, H., 1969: Die Wirtsspezifitat der parasitischen Hymenopteren in ökologisch-phylogenetischer Betrachtung (unter besonderer Berücksichtigung der Blattwespenparastten). Ber. 10. Wandervers. Deutscher Entomologen (1965, Dresden), Berlin, S. 55–63. Pschorn-Walcher, H.; Kriegl. M., 1965: Zur Kenntnis der Bürsthorn-Blattwespen der Gattung Arge Schrank (Hymenoptera: Argidae). Z. ang. Ent. 56, 263– 275. Redfern, M., 1968: The natural history of spear thistle-heads. Field Stud. 2, 669– 717. Regenfuss, H., 1978: Ursachen and Konsequenzen einer parallelen phylogenetischen Aufspaltung von Parasiten and Wirten. Sonderb. naturw. Ver. Hamburg 2, 83– 99. Reitter, E., 1924: Die Larinus-Arten der Untergattungen Larinus s. s. str., Larinorhynchus, Larinomesius and Eustenopus aus Europa and den angrenzenden Gebieten. Wiener Entomol. Z. 41, 61– 77. Remane, A., 1961: Gedanken zum Problem: Homologie and Analogie, Praeadaptation and Parallelität. Zool. Anz. 166, 447– 465. Romstöck, M., 1966: Mikroevolution bei Tephritis conura (Dipt., Tephritidae): biogeographische and populationsökologische Aspekte. Verh. Dtsch. Zool. Ges. 79, 186. Romstöck, M.; Arnold, H., 1988: Populationsökologie and Wirtswahl bei Tephritis conura Loew-Biotypen (Dipt.: Tephritidae). Zool. Anz. (im Druck). Root, R. B., 1973: Organization of a plant-arthropod association in simple and diverse habitats: the fauna of collards (Brassica oleracea). Ecol. Monogr. 43, 95– 124. Roskam, J. C., 1985: Evolutionary patterns in gall midge-host plant associations (Diptera, Cecidomyiidae). Tijdschrift voor Entomologie 128, 193– 213. Small, J., 1919: The origin and development oft the Compositae. London : W. Wesley. Smart, J.; Hughes, N. F., 1972: The Insect and the plant: progressive palaeoecological integration. In: Insect/plant relationships. Hrsg. von H. van Emden. Symp. Roy. Ent. Soc. London 6, 143– 155. Sobhian, R.; Zwölfer, H., 1985: Phytophagous insect species associated with flower heads of Yellow Star Thistle (Centaurea solstitialis L.). Z. ang. Ent. 99, 301– 321. Stäheli, P., 1986: Schwalbenschwanz-Raupe – diesmal nicht ganz "futterkonform". Ent. Z. 96, 256. Steck, G. J., 1981: North American Terelliinae (Diptera: Tephritidae): Biochemical systematics and evolution of larval feeding niches and adult life histories. PhD Thesis, Univ. Texas, Austin. Steffan, A. W., 1968 a: Elektraphididae, Aphidinorum nova familia e suscino baltico (Insecta: Homoptera: Phylloxeridea). Zool. Jb. Syst. 95, 1– 15. Steffan, A. W. 1968 b: Evolution and Systematik der Adelgidae (Homoptera: Aphidina). Zoologica, Heft 115. Strong, D. R.; McCoy, E. D.; Rey, J. R., 1977: Time and the number of herbivore species: the pests of sugarcane. Ecology 58, 167– 175. Southwood, T. R. E., 1978: The components of diversity. Symp. Roy. Entomol. Soc. London, hrsg. L. A. Mound; N. Waloff. 9, 19– 40. Ter-Minasyan, M. E., 1978: Weevils of the subfamily Cleoninae in the fauna of the USSR, tribe Lixini. New Delhi : Amerind Publ. Co. Tischler, W., 1980: Biologie der Kulturlandschaft. Stuttgart : G. Fischer. Verschaffelt, E., 1910: The cause determining the selection of food in some herbivorous insects. Proc. Acad. Sci. Amsterdam 13, 536– 542. Weidemann, H. J., 1986: Tagfalter. Bd. 1. Melsungen : Neumann-Neudamm. Wiebes, J. T., 1979: Co-evolution of figs and their insect pollinators. Ann. Rev. Ecol. Syst. 10, 1– 12. Zwölfer, H., 1969 a: Experimental feeding ranges of Chrysomelidae spp. (Col.) associated with Cynareae host plants (Compositae). Commonwealth Inst. Biol. Control. Techn. Bull. 12, 115– 130. Zwölfer, H. 1969 b: Urophora sirnuaseva (Hg.) (Dipt.: Trypeidae), a potential insect for the biological control of Centaurea solstitialis L. in California. Commonwealth Inst. Biol. Control. Techn. Bull. 11, 105– 155. Zwölfer, H. 1977: Der Informationswert faunistischer Daten für populationsökologische Untersuchungen: Das Verteilungsmuster der Wirtsrassen von Larinus sturnus Schall. and L. jaceae F. (Col.: Curculionidae). Verh. 6. Int. Symp. Entomofaunistik Mitteleuropas, Lunz, 1975. Hrsg. V. H. Malicky. Den Haag : Junk. S. 209– 219. Zwölfer, H. 1978: Mechanismen and Ergebnisse der Co-Evolution von phytophagen and entomophagen Insekten and höheren Pflanzen. Sonderb. naturwiss. Ver. Hamburg 2, 7– 50. Zwölfer, H. 1981: Evolutionsstufen in der Ausbildung komplexer Wirt-Parasic-Systeme, dargestellt an der Käferfauna der Disteln. Jahresber. naturw. Ver. Wuppertal 34, 126– 130. Zwölfer, H. 1987: Species richness, species packing, and evolution in insect plant systems. Ecological Studies 61, 301– 319. Zwölfer, H. 1988: Evolutionary and ecological relationships of the insect fauna of thistles. Ann. Rev. Entomol. 33, 103– 229. Zwölfer, H.; Bennet, F. D., 1969: Ludovix fascuitus Gyll. (Col. Curculionidae) an entomophagous weevil. Ent. month. Mag. 105, 122– 123. Zwölfer, H.; Harris, P., 1984: Biology and host specificity of Rhinocyllus conicus Froel. (Col. Curculionidae), a successful agent for biocontrol of the thistle Carduus nutans L. Z. ang. Ent. 97, 36– 62. Citing Literature Volume26, Issue5October 1988Pages 320-340 ReferencesRelatedInformation