velikost textu

Nedospělá stádia pleurostiktních listorohých brouků (Coleoptera: Scarabaeidae: Pleurosticti):morfologie, biologie a jejich význam pro fylogenetické studie

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Nedospělá stádia pleurostiktních listorohých brouků (Coleoptera: Scarabaeidae: Pleurosticti):morfologie, biologie a jejich význam pro fylogenetické studie
Název v angličtině:
Immature stages of pleurostict Scarab beetles (Coleoptera: Scarabaeidae: Pleurosticti): morphology, biology and phylogenetic implications
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Petr Šípek, Ph.D.
Školitel:
RNDr. David Král, Ph.D.
Oponenti:
Ing. Aleš Bezděk, Ph.D.
Dr. Dirk Ahrens
Id práce:
89593
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra zoologie (31-170)
Program studia:
Zoologie (P1502)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 9. 2010
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Souhrn: Nedospělá stadia holometabolního hmyzu tradičně stojí tak trochu stranou pozornosti entomologů. Přestože se tento fakt nechá částečně omluvit nedostatečnou mírou poznáním dospělých forem, je jasné, že nám díky této neznalosti uniká mnoho zajímavých bionomických a ekologických pozoruhodností, ale také mnoho podstatných evolučních souvislostí. Předkládaná disertační práce je zaměřena na nedospělá stádia velice populární a všeobecně známé skupiny listorohých brouků (Coleoptera: Scarabaeoidea), především na tzv. “pleurostiktní” neboli fytofágní větev listorohých, tedy na různé chrousty, chroustky, různodrápníky, zlatohlávky a nosorožíky. Práce je složena ze tří článků již publikovaných v mezinárodních časopisech, jednoho manuskriptu připraveného k odeslání a je opatřena širším úvodem o problematice fylogeneze skupiny a problematice výzkumu nedospělých stádií. Jak již bylo naznačeno, patří listorozí nepochybně mezi velmi dobře známé a populární skupiny hmyzu. Tato popularita se bohužel neprojevuje v úrovni probádanosti a získaných vědeckých znalostí (snad kromě alfa-taxonomické úrovně), není proto s podivem, že dosud nemáme v podstatě žádný ustálený model fylogeneze celé nadčeledi. V prvních dvou článcích jsme se zaměřily na osvětlení evoluční historie a fylogeneze skupiny zlatohlávkovitých brouků (Cetoniini, Trichiini a Valgini všechny tři skupiny někdy označovány za podčeledi) za použití larválních a adultních morfolgických znaků. Přičemž ve druhé práci byl soubor dat doplněn o důležité vnitroskupinové taxony i o celou řadu zástupců ze příbuzných skupin (tzv. outgroups). Výsledky obou analýz podporují monofylii zlatohlávkovitých, nicméně neodpovídají klasickým představám o vnitřním členění a klasifikaci skupiny. Asi největší odchylku od klasických představ znamená předpokládaná parafylie tribu Trichiini. Subtriby Osmodermatina a Incaina totiž konzistentně vycházely jako bazální skupiny větve zahrnující pravé zlatothlávky (Cetoniinae), zatímco subtriby Trichiina a Cryptodontina spolu s tribem Valgini tvořily druhou větev stromu, přičemž Cryptodontina byli sesterskou skupinou rodu Valgus Sciba, 1790. Na základě znalosti fylogeneze je též patrné, že původním potravním zdrojem ancestrálních skupin představuje trouchnivé dřevo, ze kterého se larvy postupně adaptovali na jiné zdroje jako např. tlející organický materiál, trus, opadanka apod. Fylogenetickými vztahy se rovněž zabývá i IV. článek předkládané práce, který se zaměřuje na postavení skupiny Euchirinae v rámci pleurostikních listorohých brouků. Tato skupina je totiž doposud některými autory chápána jako vnitřní skupina chroustů, zatímco jiní autoři ji považují za samostatnou podčeleď listorohých. Naše analýzy podporují spíše druhou možnost, přičemž dlužno podotknout, že tento problém nelze vyřešit bez kompletní a detailní fylogenetické analýzy chroustů či lépe celých pleurostiktních listorohých. Při podrobnějších analýzách bylo zjištěno, že analýzy obsahující pouze larvální data poskytují téměř 2x silnější výsledky (respektive 2x lépe rozhřešily fylogenezi námi zkoumaných skupin) než analýzy operující pouze s adultními morfologickými znaky ve srovnání s kombinovanými larválními + adultními analýzami. Zajímavý byl rovněž i fakt, že analýzy založené pouze na larválních a pouze adultních znacích poskytovaly protichůdné výsledky. Kromě již zmíněných fylogenetických analýz, obsahuje práce i originální popisy a redeskribce nedospělých stadií: Coleocorynus opacicauda Arrow, 1926 a C. desfontainei Antoine, 1999 (článek II), Dicronocephalus wallichii bouringi Pouillaude 1914 (článek III) Cherotonus formosanus Pouillaude 1914, Propomacrus bimucronatus (Pallas, 1781) a P. cypriacus Alexis et Markis, 2002 (článek IV). Včetně poznámek k ekologii a bionomii těchto taxonů. Asi nejzajímavější je v této souvislosti „hnízdní“ chování druhů Dicronocephalus wallichii bouringi Pouillaude 1914 a D. adamsi (Pascoe 1863). Samice těchto zlatohlávků, tvoří pod povrchem substrátu totiž jakýsi kornout z natrhaného listí, do kterého kladou vždy jen jedno vajíčko. Podobné chování je běžně známé u zástupců jiných skupin např. Bolboceratidae, Lethrinae, Geotrupinae, Aphodiinae a Scarabaeinae, ale u pleurostiktních listorohých nebylo s jedinou výjimkou u druhu Strategus antaeus (Drury 1773) doposud pozorováno.
Abstract v angličtině:
Summary: The immature stages of holometabolous insects are traditionally less studied than the adults. Albeit this neglect could be explained by the still unsatisfactory knowledge of adults, it is clear, that we lose a considerable amount of information on bionomy, ecology and also phylogeny of insects due to this constant ignorance. The thesis focuses on the immature stages of the very popular and widely known group of Scarab beetles (Coleoptera: Scarabaeidae), more precisely on the “pleurostict” or phytophagous scarab beetle clade, e.g. on larvae of various chafers, rhinoceros beetles or flower beetles. The work consists of three papers already published in international journals, one manuscript prepared for submission and a general introductory chapter focusing on the problematic aspects of scarab beetles phylogeny and the study of the immature stages of scarabs. As mentioned above, the Scarab beetles represent a widely know group of insects. Despite being so popular, the group is everything else but well studied (probably with the exception of alpha-taxonomical level), which is best demonstrated by the absence of a broadly accepted phylogenetical hypothesis of the whole group. In the first two papers included into the thesis we focused on the phylogenetic relationships within the group Cetoniinae (with the three traditionally recognized groups: Cetoniini, Trichiini and Valgini) based on morphological characters of larvae and adults. Both papers were based on almost similar set of characters and taxa, however the matrix of the second paper was much extended in number of taxa and characters included in the analysis. The results of both analyses corroborate the monophyly of Cetoniinae (sensu lato), however they don’t correspond with the traditional concepts of the within group classification. Perhaps the biggest deviation from the classical scheme is the recovery of the paraphyletic Trichiini. The former Trichiini subtribes Osmodermatina and Incaina have been consistently recovered at the base of the Cetoniini clade, whereas the subtribes Trichiina and Cryptodontina along with Valgini formed the second clade of the three. The subtribe Cryptodontina was moreover recognized as sister group to the Valgini. Based on the proposed phylogenetic hypothesis of Cetoniinae we consider decayed wood to be ancestral food source for larvae with the subsequent shifts to plethora of decomposing organic matter like dung, humus or rich soil. Also the fourth paper included into the thesis focuses on the phylogenetic relationships of pleurostict scarabs. It discusses the position of the Euchirinae, an enigmatic group of scarab beetles, classified either as a member of Melolonthinae or as a separate subfamily of Scarabaeidae. The results of our analyses support more or less the second option; however the problem cannot be solved without a comprehensive and exhausting analysis of the whole phytophagous scarab clade. When evaluating the relative information value of larval and adult morphological characters we found, that analyses based on larval data have provided results about two times more consistent with the combined larvae + adult analyses, than analyses based only on adult morphological data. Both larval and adult datasets often yielded contradictory results. Beside the above mentioned phylogenetical studies, the thesis contains original descriptions or re-descriptions of the immature stages of the following taxa: Coleocorynus opacicauda Arrow, 1926 and C. desfontainei Antoine, 1999 (paper II); Dicronocephalus wallichii bouringi Pouillaude 1914 (paper III); Cheirotonus formosanus Pouillaude 1914, Propomacrus bimucronatus (Pallas, 1781) and P. cypriacus Alexis et Markis, 2002 (paper IV). It also contains comments on ecology and bionomy of the described taxa. The most interesting ecological finding is perhaps the description of the “nesting” behavior of Dicronocephalus wallichii bouringi Pouillaude 1914 and D. adamsi (Pascoe 1863). The females of these species prepare clutch of torn leaves below the surface of soil, in which they lay a single egg. Similar behaviour is common in several groups like Bolboceratidae, Lethrinae, Geotrupinae, Aphodinae or Scarabaeinae, but with the sole exception the rhinoceros beetle Strategus antaeus (Drury 1773) was not observed in the phytophagous scarab clade.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Petr Šípek, Ph.D. 13.42 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Petr Šípek, Ph.D. 97 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Petr Šípek, Ph.D. 84 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Aleš Bezděk, Ph.D. 152 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Dirk Ahrens 685 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 662 kB