鱗翅目（Hemiptera: Heteroptera）における中胸裂片の形態学的多様性

Morphological diversity of the metathoracic spiracle in the Lygaeoidea (Hemiptera: Heteroptera).

• Yan Zhang
• Petr Kment
• Bo Cai
• Cui-Qing Gao
• Xue-Qin Shi
• Hua-Xi Liu
• Zhen Ye
• Wen-Jun Bu

抄録

尖頭は、気管と呼ばれる一連の管によって形成される呼吸器系に空気が入る昆虫の外骨格の開口部である。それらは腹部に主にありますが、また中胸郭を含む胸郭で、発生することができます。昆虫の中胸郭裂孔は、通常、外部の開口部とより内部のフィルター装置で構成されています。本研究では、これらの構造の新しい用語を提案し、真のカメムシ亜目Pentatatomomorpha上科Lygaeoidea (昆虫目: Hemiptera: Heteroptera)の分類学的・系統学的研究におけるこれらの構造の利用価値を探っている。これらの構造を走査型電子顕微鏡を用いて研究した。中胸骨棘突起の外側開口部は、スリット状の狭い開口部（N型）と、胸骨間縫合糸の中胸骨縁と中胸骨縁の間に位置する内部の微細構造が明瞭に見える広い開口部（W型）の2種類が認められた。ペンタトモモルファのフィルター装置は，中胸部の香り腺エバポラトリウムのキノコ体を改造したものであり，これをマイコイドフィルタープロセスと呼ぶ。中胸椎棘突起の前縁または後縁には，8種類のミコイドフィルター突起のほか，無修正の微小彫刻型（通常のキューティキュラー微小彫刻型）やフィルターセタエが見られる。開口部が広い(W型)のは五畳虫類の特徴的な形態であり、リュウグウ目では複数の独立した変化が生じて狭い開口部を形成していると考えられる。また、鱗片開口部の構造（リュウゼツラン藻）や、マイコイドフィルター過程の構造（ペンタトモモルファ）には、かなりのばらつきが見られた。全体として、これらの構造の形態学的多様性は、Pentatatomomorphaの上位分類の分類学的、系統的関係を決定する上では限られた価値しかないと考えられるが、一般的なレベル、あるいはおそらく部族レベルでの分類学的、系統的研究のための追加的証拠として有用であると考えられる。

Spiracles are the openings in the exoskeleton of insects through which air enters into the respiratory system that is formed by a series of tubes called tracheae. They are primarily located on the abdomen, but can also occur on the thorax, including the metathorax. An insect metathoracic spiracle is usually composed of an external opening and a more internal filter apparatus. We propose new terminology for these structures, and we explore the value in their use in taxonomic and phylogenetic studies within the true bug infraorder Pentatomomorpha, with emphasis on the superfamily Lygaeoidea (Insecta: Hemiptera: Heteroptera). These structures were studied using scanning electron microscopy. Two types of metathoracic spiracle external openings were recognized: a narrow opening (type N), which is slit-like; and a wide opening (type W), with internal fine structures located between the mesothoracic and metathoracic margins of the interpleural suture clearly visible. The filter apparatus in the Pentatomomorpha consists of modified mushroom bodies of the metathoracic scent gland evaporatorium, for which the term mycoid filter processes is proposed. Eight different types of mycoid filter processes, and an unmodified microsculpture type (a type with usual cuticular microsculpture) and filter setae can be found on the anterior or posterior margins of the metathoracic spiracle. We believe the wide opening (type W) to be the plesiomorphic character state in the Pentatomomorpha, with multiple, independent transformations leading to the narrow opening in Lygaeoidea. Considerable variability in the structure of the spiracle opening (in Lygaeoidea), and in the structure of the mycoid filter processes (in Pentatomomorpha) was detected. Overall, we found the morphology of these structures to be of limited value concerning the taxonomy or for determining phylogenetic relationships of the higher taxa (families) of Pentatomomorpha, but they may be useful as additional evidence for taxonomic and phylogenetic studies at the generic and perhaps the tribal levels.

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