Biosystematic study of model taxa of the family Tachinidae (Diptera)

Mgr. Erikas Lutovinovas, Ph.D.

Disertační práce

Anotace:

Čeleď tachinidae je celosvětově rozšířenou čeledí, je příbuzná bzučivkám a dalším kalyptrátním mouchám. Jejich zástupci se liší velikosti těla i zbarvením, od černé po zářivě barevné, popř. i s kresbou. Je to jedna z nejbohatších čeledí dvoukřídlých, vyskytující se hlavně v přirozených ekosystémech, méně často na lokalitách ovlivněných člověkem, čímž se odlišují od příbuzných synantropních čeledí. Jejich dospělci se živí na květech a hrají důležitou roli při opylování. Larvy všech známých druhů jsou parazitoidi terestrických členovců, zahrnující hmyz, stonožky a pavouky a zdá se, že hrají důležitou roli při stabilizaci i destabilizaci v těchto společenstvech. Radiace tachin proběhla relativně nedávno. Mají komplikovanou taxonomii a dokonce i v dobře prozkoumaných oblastech, jako je např. střední Evropa, jsou nezbytné revize sporných druhů a synonym, které mohou ústit i do popisu nových druhů. V první části práce byla studována molekulární fylogeneze podčeledi Tachininae. Byly využity sekvence 4 genových úseků (12S + 16S + cytB + 28S) a implementovány dvě alternativní Bayesian a Maximum likelihood metody. Bayesianská metoda podpořila monofili čeledi Tachinidae and několika tribů (Leskiini, Siphonini, Megaprosophini, Tachinini, Bigonichetini a Polideini). Část ne-monofyletických Calliphoridae (Pollenia) byla definována jakosesterská skupina Tachinidae, zatímco monofyletická čeleď Sarcophagidae byla sestersou skupinou k Pollenia + Tachinidae group. Skupiny podčeledi Tachininae byly konsistentní a nebyly rozptýleny mezi zástupce ostatních podčeledí. Využitím Bayesianské analýzy byla take patrná podpora monofylie Tachininae + Exoristinae, ačkoliv otázka týkající se monofyletického statusu podčeledi Tachininae zůstala neobjasněna. Mnoho tribů se shlukovalo do dvou velkých kládů, jeden blízký tribu Tachinini v širším smyslu, kromě absence Megaprosopini, druhý ukazujena vztah k tribu Palpostomata, kromě tribu Brachymerini z Tachininae, které byly rozptýleny uvnitř tohoto kládu, scházely zde ovšem triby Graphogastrini a Bigonichetini. Dále byly studovány dvě morfologické formy západopalearktického druhu Dinera carinifrons (A+B) a východopalearktická D. fuscata, které vytvářejí druhový complex D. carinifrons. Molekulární analýzy implementované ze dvou genových úseků (12S + 16S) potvrdily společný původ druhového komplexu D. carinifrons. Molekulární a morfometrická data zřetelně potvrdila odlišnost těchto druhů, provizorně pojmenovaných jako D. carinifrons B. Taxon D. carinifrons A byl velmi blízký k východopalearktickým jedincům D. fuscata, a to jak molekulárně, tak morfometricky. Všechna morfometrická data u D. carinifrons A a D. fuscata se široce překrývala a přestože CDA byla schopna vydělit dvě skupiny jedinců, jsou západopalearktická D. carinifrons A a východopalearktická D. fuscata pouze jeden druh se dvěma vzálenými populacemi. Čtyři syntypy Musca carinifrons FALLÉN které byly zahrnuty do analýzy, byly přesvědčivě analyzovány, jak PCA tak CDA, jako stejná skupina D. carinifrons B. Lektotyp byl konspecifický s D. carinifrons B. Eko-faunistická studie čeledi Tachinidae na území Litvy zahrnula 278 druhů, náležejících do 4 podčeledí, 29 tribů a 146 rodů.Vyšší konstace byla zaznamenána u větších druhů, vzhledem k využití entomologické sítě na většině lokalit. Nejvyšší konstanci měla Euritha anthophila– 33 lokalit (18.9 %). Nejpočetnějším druhem byla Actia lamia (737 kusů). Vzorky z Malaiseho pasti ukázaly, že pro jednu lokalitu bylo dominantních 8–12 druhů, při hodnocení všech lokalit to bylo 34 druhů. Byla registrována tendence k vytáření 2–3 vrcholů aktivity během roku. V případě tří vrcholů, objevil se ten první v první polovi

Anotace:

ně dubna, tyto dominantní druhy pak scházely po zbytek roku. V případě dvou vrcholů to byla druhá polovina května a druhá polovina července. Aktivita některých dominantních druhů zde byla soustředěna do jediného vrcholu, zatímco ostatní se objevovaly ve dvou vrcholech.

Abstract:

Tachinid flies are a worldwide distributed family of two-winged insects, related to botflies, blowflies and several other families. Their representatives are rather diverse in body size and colouration, from black and tiny, rarely seen, to bright and large, easily spotted in the field. It is one of the largest families in the order, being more prevalent to natural habitats, whereas poorly observed in areas affected by human activities, what distinguishes them from the above mentioned botflies and blowflies. Their representatives are specialized to feed from flowers, playing a significant role as their pollinators. Larvae of all known species parasitize terrestrial arthropods, including many orders of insects, centipedes, arachnids, and seem to be key parasitoids that are able to stabilize, as well as destabilize balance in invertebrate communities. The Tachinids are generally regarded as a relatively recently radiating group, with complicated taxonomy, and even in well studied areas such as Central Europe there are open questions necessitating revisions of doubtful taxa that may eventually result in the descriptions of new species or in new synonymies being established. Molecular phylogeny of the subfamily Tachininae was studied. This study used partial sequences of four gene regions (12S + 16S + cytB + 28S), implementing two alternative Bayesian and Maximum likelihood methods. The Bayesian one supported the monophyly of the family Tachinidae and several tribes, e.g. Leskiini, Siphonini, Megaprosopini, Tachinini, Bigonichetini and Polideini. The part of the non-monophyletic Calliphoridae (Pollenia) was defined as the sister group to the Tachinidae, whereas the monophyletic Sarcophagidae was the sister group to the Pollenia + Tachinidae group. Groups of the subfamily Tachininae were not interspersed with representatives of other subfamilies, and also there was shown some support to the monophyly of the Tachininae + Exoristinae group by the Bayesian analysis, though the question about the monophyletic state of the subfamily Tachininae stood unresolved. Most of the tribes were clustered into two large assemblages, one of which was showing resemblance to the Tachinini in wider sense, except for the absence of the Megaprosopini, and the other of which was showing resemblance to the Palpostomata tribe assemblage, except for the Brachymerini of the Tachininae, which was interspersed within this assemblage, and absence of the Graphogastrini and Bigonichetini. Two morphological forms of the West Palaearctic Dinera carinifrons (A+B), and the East Palaearctic D. fuscata were treated together as the D. carinifrons species complex. Molecular analyses implemented from two gene regions (12S + 16S) confirmed the common origin of the D. carinifrons species complex. Molecular and morphometric data clearly supported the distinctiveness of specimens provisionally named as D. carinifrons B. The form D. carinifrons A was very close to East Palaearctic specimens of D. fuscata both in terms of molecular sequences and morphometric data. Every morphometric character between D. carinifrons A and D. fuscata largely overlapped, although CDA was able to discriminate both groups of specimens based on their combination. The West Palaearctic D. carinifrons A and East Palaearctic D. fuscata were interpreted as one species. Four syntypes of Musca carinifrons FALLÉN that were included in the morphometric analyses were convincingly classified by both PCA and CDA as belonging to the same group as D. carinifrons B. The lectotype was thus considered to be conspecific with D. carinifrons B. An eco-faunistic study on the Lithuanian fauna of the Tachinidae revealed 278 species, consisting of 4 taxonomical subfamilies, 29 tribes and 146 genera. Larger representatives were more constant in my material, because entomological net was applied in the majority of localities. The most constant species in the study area was Euritha anthophila – 33 localities (18.9 %). The mo

Abstract:

st numerous species in the study area was Actia lamia (737 specimens). Samples of seven Malaise traps revealed that dominant categories contained 8–12 species from one locality; none of the dominant species represented the same assemblage of dominance from all study sites, therefore these groups contained even 34 species from all study sites in total. It was registered the tendency of two or three peaks of combined activity during the vegetation period. In sites with three peaks, the first one took place in the first half of April and dominated by species that were absent in later peaks. In other sites, only two peaks of combined activity were registered, with the first one taking place in the second half of May, and the second taking place in the second half of July. Activities of some dominant species were restricted to only one peak of combined activity, while activities of some others were distributed in both peaks.

Keywords

Analýza hlavních komponentů (PCA), Bayesianská analýza (BI), eko-faunistika, kanonická diskriminační anaýza (CDA), Litva, maximalný podobnost (ML), molekulární fylogeneze, Tachinidae, taxonomie, tradiční morfometrie, Bayesian inference (BI), canonical discriminant analysis (CDA), eco-faunistics, Lithuania, maximum likelihood (ML), molecular phylogeny, principal component analysis (PCA), taxonomy, traditional morphometrics

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 3. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 4. 2014
• Vedoucí: prof. RNDr. Jaromír Vaňhara, CSc.
• Oponent: prof. RNDr. Miroslav Barták, CSc., prof. Ing. Milada Bocáková, Ph.D., doc. RNDr. Ivan Gelbič, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biologie (čtyřleté) / Zoologie