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Flight-morphology of Central European caddisflies (Insecta : Trichoptera) in relation to their ecological preferences.

Müller-Peddinghaus, Elisabeth

We addressed current questions concerning the adult dispersal of Trichoptera (Insecta) using a flight-morphological dataset on 86 species of 16 families of Central European caddisflies. First, we investigated flight morphological features characterising dispersal ability and tested for relationships within and between species and families. We found strong linear relationships between forewing length and body length (r²=0.88), wing width (r²=0.96), and wing area (r²=0.88) in untransformed data and we identified different morphological blueprints in the dataset resembling ecological preferences in the species tested using principal components analysis. Second, since literature on sexual dimorphism is contradictory we tested on sexual dimorphism to clarify if we can identify a general dispersing sex. We found different family-specific patterns of sexual dimorphism in the data set. Generally females are bigger than males. The most prominent exceptions are the families Leptoceridae and Rhyacophilidae where males exceed females in most species. In the remaining families only in the species H. siltalai (Hydropsychidae) males exceed females. In the dimensionless indices the picture changes: in the size independent relative wing length the data set splits into thirds (20 species males bigger, 21 species similar and 19 species females bigger). In the aerodynamic indices the result is clearly female biased. Last, habitats do differ in their stability in time and standing water bodies are considered comparably instable. We investigated if this instability of habitat is resembled in morphology. Principal components analysis showed three major morphometric groups in the data set. The first group encompasses all limnephilid and few additional species belonging to Leptoceridae and Psychomyiidae and resembles the “limnephilid-blueprint” where a preference for the lotic current regime is visible. The second group has no distinct habitat preference and encompasses species from all tested families except the limnephilids. The third identified group is small and encompasses only hydroptilid species inhabiting a lentic current environment.

Folgende aktuelle Fragen bezüglich der Ausbreitung von adulten Köcherfliegen (Insecta: Trichoptera) haben wir anhand der Analyse eines Datensatzes von 86 Arten aus 16 Familien zentral europäischer Köcherfliegen beantwortet. Es wurden die morphologischen Voraussetzungen, die die Ausbreitungsfähigkeit charakterisieren, untersucht und der so erhaltene Datensatz auf Beziehungen der einzelnen Parameter innerhalb und zwischen Arten und Familien untersucht. Zwischen der Vorderflügellänge und der Köperlänge (r²=0.88), der Gesamtflügelbreite (r²=0.96) und der Flügelfläche (r²=0.88) wurden starke lineare Beziehungen festgestellt. Die Hauptkomponentenanalyse hat darüber hinaus unterschiedliche, morphologische Baupläne festgestellt, die einen Zusammenhang zu den ökologischen Präferenzen der untersuchten Arten aufweisen. In der Literatur wird die Frage nach einem Sexualdimorphismus kontrovers diskutiert. Der Datensatz weist unterschiedliche, familien-spezifische Ausprägungen des Sexualdimorphismus auf. Generell sind die Weibchen größer als die Männchen. Die auffallendsten Ausnahmen dazu sind die Familien Leptoceridae und Rhyacophilidae, bei denen die Männchen bei den meisten Arten größer sind als die Weibchen. Bei den dimensionslosen Indizes ändert sich das Bild: bei der größenunabhängigen relativen Flügellänge drittelt sich der Datensatz (20 Arten Männchen größer, 21 Arten kein Unterschied, 19 Arten Weibchen größer) und bei den aerodynamischen Indizes sind die Weibchen klar im Vorteil. Es wurde keine morphologische Prädisposition für ein generell, sich ausbreitendes Geschlecht festgestellt. Die zeitliche Stabilität der Habitate in evolutiven Zeiträumen ist unterschiedlich und stehende Wasserkörper werden als vergleichsweise instabil angesehen. Daher wurde überprüft, ob die zeitliche Stabilität des larvalen Habitats in der adulten Morphologie nachweisbar ist. Eine Hauptkomponentanalyse hat im Datensatz drei große, morphometrische Gruppen diskrimiert. Die erste Gruppe umfasst alle Limnephilidae und wenige zusätzliche Arten der Familien Leptoceridae und Psychomyiidae. Dieser „Limnephilidae-Bauplan“ ist mit einer klaren Präferenz für fließende Gewässer verbunden. Die zweite Gruppe hat keine klare Habitatpräferenz und umfasst Arten aller Familien mit Ausnahme der Limnephilidae. Der dritte Bauplan umfasst wenige Hydroptilidae-Arten, die alle eine klare Präferenz für stehende Gewässer haben.

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Zitierform:

Müller-Peddinghaus, Elisabeth: Flight-morphology of Central European caddisflies (Insecta. Trichoptera) in relation to their ecological preferences.. 2011.

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