ÜBER DIE STELLUNG VON ASPIDOSMIA BRAUNS 1926 NEBST ALLGEMEINEN ERÖRTERUNGEN DER PHYLOGENETISCHEN SYSTEMATIK DER MEGACHILIDÆ (INSECTA, HYMENOPTERA,
APOIDEA).
Sur la position d’Aspidosmia Brauns 1926
etdiscussion générale de la systématique phylogénique des Megachilidae (Insecta, Hymenoptera,
.
Apoidea!.
Dieter Stefan PETERS
Forschungsinstitut
und NaturmuseumSenckenberg, Frankfurt
am MainSUMMARY
ON THE POSITION OF
Aspidosmia
BRAUNS 1926 WITH REMARKS ON PHYLOGENETIC SYSTEMATICS OF THE MEGACHILIDAE(INSECTA,
HYMENOPTERA,APOIDEA)
1. For the first time there is given a more detailed
description
ofAspidosmia. Only
two species from South-Africa are known tobelong
to this genus :Aspidosmia
arnoldi BRAUNS 1926and A. volkmanni
(F RIESE 1909).
Osmiagrobbelaari
BRAUNS 1926 isregarded
as the male of A. volkmanni. Theoriginal descriptions
of A. arnoldi and A. volkmanni arecompleted
andcorrected. Aspidosmia seems to
belong
rather to the Anthidiinae than to Osmia. It can beregarded
as the most primitive group(scopa
on the sternits and on the hindlegs ?)
among the Anthidiinae.2. For the
Megachilidae
there is offered a scheme ofsynapomorphies (see dendrogram).
Fideliidae
proved
to be mostlikely
thesister-group
of theMegachilidae.
Based on availabledata there is sketched a
character-complex
for the presumable ancestral species of the Mega-chilidae.
ZUSAMMENFASSUNG
1.
Aspidosmia
wird erstmals genauer charakterisiert. Bisher sind zwei Arten dieser Gattungbekannt :
Aspidosmia
arnoldi BRAUNS 1926 und A. volkmanni (FRIESE 1909). Beide leben in Südafrika. Osmiagrobbelaari
BRAUNS 1926 wird alsSynonym
von A. volkmanni betrachtet.Die Beschreibungen der beiden Aspidosmia-Arten werden ergänzt und berichtigt. Aspidosmia
ist am ehesten zu den Anthidiinae zu stellen, wo sie als besonders
ursprüngliche Gruppe (Scopa
auch an den Hinterschienen
?)
allen anderen Anthidiinae gegenübersteht.2. Für die Megachilidae wird ein
Synapomorphieschema
entworfen(s. Stammbaum).
AlsSchwestergruppe
der Megachilidae sind die Fideliidae anzusehen. Aufgrund der Befunde wird ein kurzes Merkmalsschema für die Stammart derMegachilidae zusammengestellt.
A. - EINLEITUNG B
RAUNS wollte
Aspidosmia
alsUntergattung
von Osmia verstandenwissen.
Allerdings
führte er den Namen nur in derÜberschrift
zu der Beschrei-bung
seiner Osmia arnoldi und in der Unterschrift zu dendazugehörigen Abbildungen
an. EineKennzeichnung
imstrengen
Sinne und eineAbgrenzung
gegen andere
Untergattungen
von Osmia fehlt. DieAufstellung
der neuenUntergattung
wurde also auf derBeschreibung
von Osmia arnoldibegründet,
letztere ist somit als
Typus-Art
vonAspidosmia
anzusehen.Inzwischen wurde eine weitere Art
gefunden,
diefraglos
ebenfalls zuAspidosmia gezählt
werdenmuß,
so daß sich nunmehr dieGruppe
genauerkennzeichnen läßt. Die
Untersuchung
dieser äußerstmerkwürdigen
Bienenzeitigte einige Ergebnisse,
die dieStellung
vonAspidosmia problematisch
machen und außerdem für die
phylogenetische Betrachtung
dergesamten
Megachiliden
bedeutsam erscheinen.B. - DIE ARTEN UND DIE KENNZEICHEN VON ASPIDOSMIA
Aspidosmia arnoldi
1926 Osmia (subgen. Aspidosmia) arnoldi d? - H. BRAUNS, Zool. Jahrbuch, Syst. 52 : 208-212, Fig. 5 a-c.
Die
umfangreiche Beschreibung
läßt daraufschließen,
daß BRAUNSvon dem bizarren Aussehen dieser Biene recht beeindruckt war. Vor allem der
Kopf
des Weibchens mit seinerClypeusplatte,
den weitausladenden Man- dibeln und denlangen Zapfen
derPostgenae
wirktwahrhaftig
monströs(Abb. 1).
Dadurchgefesselt,
hat BRAUNS wohleinige
andere bemerkenswerteEigenheiten
übersehen. DieBeschreibung
mag deshalb hierergänzt
werden.:
Maxillarpalpen fünfgliedrig.
DieLänge
der Glieder in der Reihenfolge 3, 4, 2, 1, 5abnehmend.
Der Kaurand der Mandibeln ist nur von außen betrachtet dreizähnig; auf der Innenfläche, etwa hinter dem obersten Zahn, und von diesem teilweise verdeckt, befindet sich noch ein vierter. Die Basis des Labrum ist von dessen Rest durch einekräftige,
mitten unter-brochene Querleiste getrennt.
Strigilis
der Protibia in einelange dornförmige,
am Randgezähn-
elte Spitze ausgezogen. Hinterhüften ohne ventrale Längsleiste. Hinterschienen außen gleich- mäßig mit langen, ungefiederten Haaren bedeckt, so daß der Eindruck einer Scopa entsteht.
Die Ansatzstellen der einzelnen Haare hier knötchenförmig erhaben, wodurch die Oberfläche
der Schiene rauh und holperig ist. Krallen der Klauenglieder gespalten. Flügelbehaarung wenig differenziert, lediglich randwärts kürzer und dichter werdend. Jugallapen des Hinterflügels
annähernd halb so
lang
wieAnallapen. Flügelmal
an seinem Hinterrand (in der 1. Submar- ginalzelle = 1.Cubitalzelle)
kürzer als seine größte Breite. Tergite 3-5 in ihrem letzten Vierteleingedrückt,
der glatte, punktlose Randdagegen
wieder etwas aufwärtsgebogen
erscheinend.Eine ähnliche Bildung bei Tergit 2 angedeutet.
Tergit
1 mit einerlangen
Nahtentlang
desseitlichen Knicks. Im
Gegensatz
zurAngabe
bei BRAUNS sind auch die Tergite zwar nurmäßig
dicht, aber nicht « fein und kurz », sondern ziemlichlang
und ehergrob
behaart. Das ganze Tier macht einen struppigen, « unordentlichen » Eindruck.t : Gesicht viel breiter als
lang.
Labrumbasis mit mitten unterbrochenemQuerwulst.
Clypeusrand
überragt nicht die Labrumbasis. Maxillarpalpen viergliedrig(nur
bei einemExemplar
nachgeprüft). Kaurand der Mandibeln Abb. 3.Clypeus
an der Basisaufgebläht,
seine distale Hälfte mit einem breiten gelben Querband, das wohl meistens von der dichten
Behaarung
verdeckt ist. Fühlerglieder 3-5 ventral mit einem schwachglänzenden Längswulst.
Die Fühler reichen, entgegen der wohl irrtümlichen
Angabe
bei BRAUNS, nicht bis zum Vorder- rand, sondern fast bis zum Hinterrand des Thorax. Flügel deutlich schwächer behaart als beim Weibchen.Tergitbildung
ähnlich wie beim Weibchen.Tergit
7 breit, mitgeradem
Endrand, der in der Mitte anscheinend schwächer sklerotisiert ist. Dieses Tergit mit langen, schwarzen,borstenförmigen, glänzenden
Haaren, die zur Mittegebogen
sind und sich hier teilweise überkreuzen. Sternit 7 und 8 sowie Genitale wie auf Abb. 4-6. Sternit 8 mit ziemlichlangen
Haaren am Rand. Diese Haare zeigen etwas über der Mitte eine hellere Zone, an der sie leicht abbrechen. Sternit 6 seichtV-förmig ausgeschnitten,
in der Mitte zusätzlich tiefer einge-kerbt. Bei dem präparierten
Exemplar
waren Sternit undTergit
8 mit ihren seitlichen Fort- sätzen fest miteinander verwachsen.Tergit
8 war nur noch ein stark reduziertes häutigesGebilde.
B RAUNS
zog diese absonderliche Biene aus einem
Nest,
das aus « zer-kauter Pflanzenmasse » und « kleinen Steinchen » an Steine
gemauert
war.Bemerkenswert ist die
Angabe :
« Dasselbe Nestergab
4Jahre
hintereinandereinige Bienen, obgleich
es isoliert undeingezwingert
war. »Mir
lagen 7 9
und2 ö-
vor, alle vonWillowmore, Capland.
Da ich nochnicht sämtliche
Syntypen gesehen habe,
soll einLectotypus später festgelegt
werden. Die
Belegstücke
entstammen dem TransvaalMuseum, Pretoria,
demAlbany Museum, Grahamstown,
und dem National Museum of SouthernRhodesia, Bulawayo.
-Aspidosmia volkmanni
1909 - Osmia volkmanni - H. FRIESE, Die Bienen Afrikas, in : Jenaische Denkschriften 14 : 320.
1926 - Osmia
grobbelaari
d - A. BRAUNS, Zool. Jahrb.Syst.
52 : 217-218 (nov. syn.).F
RIESE
vergleicht
in seiner kurzenBeschreibung
diese Biene mit 0.fulvi-
ventris. Die
Ähnlichkeit
bestehtjedoch
nur oberflächlich.Die
Beschreibung
sei hierergänzt.
© : Labrumbasis mit einem
Querwulst.
Diese Basis wird vomClypeus
nichtüberragt.
Letzterer ist
bauchig gebläht,
sein Rand seicht konkav.Strigilis
der Vordertibien wie bei arnoldi, Dorn eher noch etwaslänger.
Alle Klauen gespalten. Hinterschienen mitgelblicher Scopa-ähnlicher Behaarung.
Oberfläche der Schiene wie bei arnoldi gekörnt. Der innereSporn
dieser Schienen
lang
und schwach nach außengebogen,
der äußere kürzer und in seinem letzten Viertelauffällig
nach hintengebogen. Flügelmal
am Innenrand etwa solang
wie seinegrößte
Breite. Mittelfeld des Propodeum groß und spiegelglatt; Propodeum seitlich davon ebenfalls
glatt, aber
mäßig
dicht punktiert. Hinterleib relativ länger und schmaler als bei arnoldi, aber Tergite ebenfalls glatt und unregelmäßig ziemlich zerstreut punktiert (Zwischenräume punkt- groß bis mehrfachgrößer).
Tergite 3-5 am Ende deutlich eingedrückt, die glatten, bräunlichen Ränder ganz leichtaufgebogen
erscheinend. Tergit 6 mitten schmal ausgeschnitten. Die gelbliche Behaarung der Tergite auf 3-5 mit längeren borstenartigen, schwarzen Haaren vermischt, Tergit 6gleichmäßig
kurzbraungelb
behaart.d
: Erinnert sehr an arnoldi, und es erscheint merkwürdig, daß Banurrs dies nicht bemerkt hat. Gesicht etwas breiter als
lang.
Zu berichtigen ist dieAngabe
über die Mandibel, die nicht drei—, sondern vierzähnig ist (Abb. 7); zwischen den Zähnen 3 und 4 und undeutlicher zwischen 2 und 3 befindet sich ein eingedrückter schneidenartiger Rand. DerClypeus
zeigt einegelbe Querbinde
wie bei arnoldi. Seine stärksteWölbung
ist nicht an der Basis, sondern mehr in der Mitte. Die Fühler sind ohne besondere Kennzeichen und kürzer als bei jenem. Glied 3 ist gutdoppelt
solang
wie am Ende breit.Strigilis
wie beim Weibchen, ebensoSporen
der Hinter- schienen. Das ausgeschnitteneTergit
7 mit auffallendlangen,
borstenförmigen Haaren, dieaber nicht so dick wie bei arnoldi sind. Die Abbildung der letzten Tergite bei BRAUNSist nicht
ganz treffend. Tergit 7 ist in Wirklichkeit stärker
ausgebildet,
seine distale Hälfte ist im Verhältnis zur Basis deutlich nach unten gebogen(Abb.
2). Der Gradulus von Tergit 6biegt
an den Seiten nach hinten um und bildet hier eine
scharfkantige
Leiste, die jedoch den Endrand nicht erreicht. Sternit 5 flachV-förmig
ausgeschnitten, 6 ähnlich, aber flacher und in der Mitte in einen ventrad gerichteten Haken ausgezogen. Sternit 7 ähnlich wie bei arnoldi, aber noch kräftiger, die Seitenecken dornartig ausgezogen, das ganze Sternit mitten der Länge nacheingedrückt.
Genitale wie Abb. 8. Der nichtabgebildete häutige
Penis ist bemerkenswerterweisenur am Grund mit den Penisvalven verwachsen und in seinen Seitenwänden selbst leicht sklerotisiert. Die Valven haben deshalb viel mehr den Charakter von freistehenden «
Sagitten
»als dies gewöhnlich bei Megachiliden der Fall ist (vgl. SivonGaASS 1941). Thorax und Hinterleib
sonst sehr ähnlich wie beim Weibchen.
Die
Artgleichheit
von volkmanni undgrobbelaari
scheint mir außer Zweifel zu stehen. Beide ähneln denjeweils entsprechenden
Geschlechternvon arnoldi. Die
Übereinstimmung
derSkulptur
undBehaarung
sowie derHinterschienensporen
bei volkmanni undgrobbelaari
machen dieEntscheidung,
beide für
konspezifisch
zuhalten,
nichtschwer,
zumal auch die Fundorte für dieZusammengehörigkeit sprechen.
FRIESE scheint bereits zu demselben Schlußgekommen
zu sein. In Berlin befindet sich nämlich einPaar,
dessenbeide Geschlechter als Osmia volkmanni bezettelt sind. Das Männchen
trägt
sogar einen roten
Typus-Zettel,
der aber wohl nur irrtümlich dortangebracht
istund
eigentlich
dem Weibchenzukommt,
das allein derBeschreibung zugrunde lag.
Meines Wissens hat FRIESE eineBeschreibung
desvolkmanni-3
nie veröffentlicht.Belegstücke : 1 4>, S.W.-Afrika,
Grootfontein1903,
Volkmannleg. (Holotypus);
1 3 Klein-Nama, Ookiep,
X. 1900(Determination
aber erst 1910 oderspäter),
mitTypus-Schild (sicher Irrtum);
beide Stücke imZoologischen Museum,
Berlin.1 4> Ookiep,
9.1890,
R.M.L.leg. (Determination
vonFriese), South-African-Museum, Cape
Town.13, Ookiep, Capland (Holo-
typus
von 0.grobbelaari, Typus
No.547), Transvaal-Museum,
Pretoria.Zusammenfassend können wir für
Aspidosmia folgende
besonders deut- liche Merkmale feststellen :a)
Thorax annäherndkugelförmig,
Metanotumliegt völlig
in der abschüs-sigen
Hinterwand.b) Parapsidalfurche
des Mesonotumlinienförmig.
c)
Mittelfeld desPropodeum glatt,
nur ganz seitlich schwachgerunzelt.
Auch an
der&dquo; Grenze
zum Metanotumglatt
undgerade. Propodeum
seitlich des Mittelfeldes
glatt,
aberpunktiert.
d) Flügelmal
relativ kurz.e)
Basalnervproximal gebogen (ähnlich,
aber schwächer als beiHalictus),
so daß er fast
rechtwinklig
auf den Cubitus(Medialnerv
nach SCHMIE-DEKNECHT
)
trifft.(Basalnerv
und Nervulusinterstitial,
aber bei arnold1 9Nervulus «
postfurcal n).
f)
ZweiSubmarginalzellen.
Die rücklaufenden Nerven münden in die zweite.g) Jugallappen
derHinterflügel
etwa von halberLänge
desAnallappens.
h) Behaarung
derFlügel wenig
differenziert.i) Strigilis
der Vordertibien mitlanger, gezähnelter Spitze.
j)
Klauengespalten.
k)
Arolia vorhanden.l)
Hinterschienender 9 mit rauher, gekörnter
Oberfläche undScopa-ähn-
licher
Behaarung. (Bei
dem volkmanni-Weibchen vonOokiep
befindensich in dieser
Behaarung
reichlichePollenmassen,
die den Eindruckmachen,
daß sie nicht nurzufällig
oderbeiläufig
dorthingelangt sind,
zumal die
Bauchscopa
nicht sonderlich beladen ist(Abb. 9).
DieserBefund läßt den sehr starken Verdacht
aufkommen,
daß bei diesen Bienen Pollen auch an den Hinterbeineneingetragen
wird. Die vorlie-genden
Weibchen von arnoldi können leider zu diesem Punkt nichtsbeitragen,
da sie von BRAUNS aus einem Nest gezogen wurden und deshalb keinePollenladungen tragen.
Ebenso scheint es sich bei demHolotypus
von volkmanni um ein ganz frisches Tier zu
handeln,
dessen Bauch und Beinepollenfrei sind.)
m) Hinterleibstergite
zerstreutpunktiert,
mitglatten, eingedrückten,
teilweise schwach
aufgeworfenen
Rändern.n)
Männchen mit 7 sichtbarenTergiten.
o!
Sternit 7 der Männchengut
entwickelt.p!
Männliches Genitale mit ventradgebogenen
Penisvalven.q! Clypeus
der Männchen mit einemgelben Querband,
das abernirgends
den
Clypeusrand
erreicht.r) Behaarung mäßig dicht,
aberstruppig,
Haarehauptsächlich schmutzig gelbgrau
und braunschwarzgefärbt, (bei
den Männchen von arnoldi weißlich stattgelbgrau).
Die schwarzeBehaarung
auf den letztenTergiten
teilweise
borstenartig,
bei den Männchen aufTergit
7 stark entwickelt.Vergleicht
man die beidenArten,
so bemerkt man Unterschiede besondersam
Kopf
der Weibchen und an denMandibeln,
Fühlern und Genitalien der Männchen. Die männlichen Genitalien erscheinen auf den ersten Blick sogar außerordentlich verschieden zu sein. Bei arnoldi sind die Parameren kurz undgedrungen,
ihr Ende istschaufelartig
erweitert. Bei volkmannidagegen
hat dieses Gebilde eine
langgestreckte, zapfenartige
Form. Bei näherer Betrach-tung allerdings zeigen
sicheinige Ähnlichkeiten,
die wahrscheinlich als Homo-logien
zu deuten sind. So fallen besonderseinige
Kanten oder Wülsteauf,
die den
klobigen
Eindruck der Parameren noch verstärken und die man in ent-sprechender Lage
bei beiden Arten findenkann;
so etwa einkantiger, ungefähr
in halber Höhe medial verlaufender
Querwulst,
oder eineschräge Längskante
auf der
apikalen
Hälfte der Parameren. Die Valven unterscheiden sich unteranderem durch ihre verschiedene relative Höhe und
Dicke,
doch ist ihreSpitze
bei beiden Arten deutlich ventradgebogen.
Aufgrund
der besondersauffälligen Bildungen
der A. arnoldi möchteman diese für die
spezialisiertere
halten. Beide Arten sind wohl sicher unter-einander näher als mit
irgendeiner
anderen bekannten Bieneverwandt,
haben aber doch beträchtliche Unterschiede entwickelt.
Über
die Lebensweise ist fast nichts bekannt.Nach dieser
Übersicht
der Merkmale erweist sich einesystematische Einordnung
vonAspidosmia
als äußerstschwierig. Einigermaßen
sicherscheint nur ihre
Zugehörigkeit
zur FamilieMegachilidae
zu sein. Vor einerweiteren Diskussion muß deshalb die
Systematik
dieserGruppe
im Gesamt-verband der
übrigen Apoidea
kurz untersucht werden.C. - ALLGEMEINES ÜBER PHYLOGENETIK UND MERKMALSWERTUNG
Spätestens
seit dem Erscheinen der bahnbrechendenVeröffentlichungen
H EN P1
IGS
(1950, 1957, 1969)
dürfte kein Zweifel mehr daranbestehen,
daß dieMonophylie
einersystematischen Gruppe
nur angenommen werdenkann,
wenn die betreffende
Gruppe
sich durch eine oder mehrereSynapomorphien (gemeinsame abgeleitete Merkmale)
auszeichnet.Plesiomorphien (ursprüng-
liche
Merkmalsausprägung)
haben in diesemZusammenhang dagegen
keinerleiBeweiskraft. Wie an anderer Stelle
ausgeführt
wird(P ETERS
undG UTMANN , 1971),
müßte dieUnterscheidung
vonApo-
undPlesiomorphie
auf demWege
der Rekonstruktion desAnpassungsvorganges geschehen,
d.h. durch einegründliche
Konstruktioüs- undFunktionsanalyse
der untersuchtenOrganismen.
Leider ist dies in der Praxis und vor allem in der «Kleinsyste-
matik »,
bedingt
durch unseremangelhaften Kenntnisse,
oft(noch)
nichtmöglich.
DieAnalyse
wird in solchen Fällenhäufig
durch eine bereits vorlie-gende
«Großsystematik
» ersetzt, von der man dann nur hoffenkann,
daßwenigstens
in ihr dieRichtung einigermaßen
mit den tatsächlichenphy- logenetischen
Abläufen übereinstimmt. DieLesrichtung
derGroßsystematik
induziert nämlich die
Entscheidung,
was in derKleinsystematik
alsApo- morphie
zugelten
hat und was nicht. Um bei einem banalenBienen-Beispiel
zu bleiben : Nur weil wir zu wissen
glauben,
daß die nächsten Verwandten der Bienen unter denGrabwespen
zu suchen und die «Wespenmerkmale
»die
primitiveren sind,
halten wir bei Bienen einekurze, gespaltene
Glossafür
primitiv,
einelange, zugespitzte
fürabgeleitet.
Rein theoretisch könnteman es sich
ja
auchumgekehrt
vorstellen. DieFrage
wärejetzt :
welcheLesrichtung
läßt sichplausibler
alsAnpassungsweg
erklären ? Wir wollenunser
Beispiel
aber nicht weiterausspinnen,
sondern es dabei bewendenlassen,
daß unsere erste Annahme tatsächlich wahrscheinlicher ist(vgl.
z. B. MALY-SEHV
1968).
Die meisten
Apidologen
richten sich heute nach dem von MICHENER(1944, 1965) aufgestellten System
derApoidea (ergänzt
von MouRE et MICHE-NER
1955).
Es umfaßt die FamilienColletidae, Andrenidae, Halictidae,
Melli-tidae, Megachilidae, Anthophoridae,
Fideliidae undApidae.
DiesesSystem
war kein
völlig
neuerEntwurf,
es bestand vielmehr in seinen wesentlichen Teilen schon bei anderen Autoren(s.z.
B. BÖRNER1919,
GRÜTTE1935, SUSTERA 1958).
Eine
Einteilung
der Bienen nach HErrNtGSPrinzip
ist bisherjedoch
noch nicht versucht worden. So ist es nicht
verwunderlich,
daß die einzelnenGruppierungen
desBienensystems
sich auf Merkmale sehr unterschiedlicherWertigkeit
stützen. Zwar hat MicaErrEx in seiner nunmehr schon klassischen Arbeit(1944 : 228-229)
eine ansehnliche Listezusammengestellt,
in der sichMerkmale in ihrer
ursprünglichen (plesiomorphen)
undabgeleiteten (apo- morphen) Ausprägung gegenüberstehen,
bei derBegründung
dersystemati-
schen Einheiten wurden dann aber oftmals Merkmale ohne Rücksicht auf ihren
Charakter,
also auch ohne Rücksicht auf ihrephylogenetische Aussage-
kraft verwendet. So
wird,
um nur einBeispiel
zu nennen, als hervorstechendstes Merkmal der Colletidae diegespaltene Zunge
betrachtet. Diese Form derMundwerkzeuge gilt
aber bei Bienen alsursprünglich
undprimitiv.
Sie kannalso keinesfalls für eine
Begründung
derMonophylie
der Colletidae herhalten.Ebensogut
könnte man etwa dieMonophylie
der Fledermäuse mit der Tatsachezu
begründen suchen,
daß alle Fledermäuse einefünffingrige
Vorderextremität haben.Selbstverständlich soll damit nicht
behauptet werden,
die Colletidaeseien keine
monophyletische Gruppe.
Bei einer umfassenden Revision derBienen-Systematik (die
hier nichtbeabsichtigt ist)
müßte abergeklärt werden,
ob tatsächlich
Synapomorphien
die Annahme derMonophylie rechtfertigen.
Das
gilt übrigens
nicht nur für diegenannte,
sondern für alleGruppen
derApoidea.
D. - DIE PHYLOGENETISCHE SYSTEMATIK DER MEGACHILIDX
Die
Megachiliden gelten allgemein
als eine der einheitlichstenGruppen
innerhalb der
Apoidea.
Doch wird diese Einheitlichkeit auch hier mit einem Gemisch vonprimitiven
undabgeleiteten
Merkmalenbegründet,
wobeimanchmal sogar erstere besonders
hervorgehoben
werden. Manche Autoren(z.
B. MICHE1VER1953,
ROZEN1970)
scheinen das Nebeneinander von sehrausgeprägt primitiven
und deutlichspezialisierten
Merkmalen als schwer verständlichempfunden
zu haben. MICHENER hält es deshalb für wahrschein-lich,
daß dieprimitiven
Merkmale in WirklichkeitReversionen,
also nurscheinbar
primitiv
seien. Doch besteht im Lichte einerphylogenetischen Betrachtung
gar kein Grund für eine solche Annahme. DieSchwierigkeiten
bestehen für MICHENER nur
deshalb,
weil seineVorstellungen
über einen Stammbaum derApoidea
nichtkonsequent phylogenetisch
sind(M ICHENER
1944 :
236).
Die einzelnen Familien bilden bei ihmgewissermaßen
eine Stu-fenleiter,
die trotz vielerwichtiger phylogenetischer Implikationen
starketypologische Züge
aufweist. In einem solchen Stammbaum müssen die einer- seitsprimitiven,
andererseitshochspezialisierten Megachiliden
selbstver-ständlich ein
Ärgernis
sein.Zweifellos
gehören
dieMegachiliden
zujenen Bienen,
die man wegenihrer
spezialisierten Mundwerkzeuge
mitunter als « höhere Bienen » bezeichnet.Zu den
Eigenheiten
dieserMundwerkzeuge gehört
vor allem auch die V-förmige Ausprägung
des Submentum und dasschlanke,
sich basad verschmä- lernde Mentum. Beide Teilespielen
in demkomplizierten
Faltmechanismus derMundgliedmaßen
einewichtige
Rolle. MICHENER hat sicher recht(M ICHE -
NER 1944 :
227),
wenn er es für nahezuunmöglich hält,
daß dieseAusformung
mehr als einmal entstanden sein sollte. Das
heißt,
alle Bienen mit diesem Mechanismus können ziemlich sicher alsmonophyletische Gruppe gelten.
Dazu
gehören
außer denMegachiliden
dieApidae, Antophoridae, Fideliidae,
Melittidae und diePanurginae. (Da
letztere bisher als Unterfamilie der Andre- nidaegelten,
müßte dieUmgrenzung
dieser Familiegeändert werden,
denndie
Panurginae
erscheinenja
nunmehr mit den cc höheren Bienen » näher verwandt als mit denübrigen
Andreniden! EineAnsicht,
die auch MICHENERschon
ausspricht
und in seinem Stammbaumdarstellt,
ohnejedoch
die ebengenannte Konsequenz
zuziehen. )
Wollen wir die Verwandtschaft der
Megachiliden
engereinkreisen,
sokönnen wir
diejenigen
Bienenzusammenfassen,
die sich durchfolgende Syna- pomorphien
auszeichnen(in
Klammern sind diejeweiligen Plesiomorphien angegeben;
die Ziffernentsprechen
denen der Abb.10).
1. Die ersten zwei Glieder der
Labialpalpen
sind starkverlängert
undflächig ausgewalzt. (Glieder
kürzer und ±zylindrisch).
2. Die Galea ist
postpalpal
starkverlängert (Galea kurz.).
3. Die Glossa ist stark
verlängert (Glossa kurz.).
4. Mittelhüften
vergrößert;
ihreLänge entspricht
etwa dem kürzestenAbstand zwischen ihnen und der
Hinterflügelwurzel (Mittelhüfte
vielkürzer).
5. Die Mandibeln der Larve haben eine
subapikale
Grube(Mandibeln
ohne
Gruben).
Die so umschriebene
Gruppe
umfaßt dieMegachilidae, Fideliidae, Apidae
und
Anthophoridae.
AnVersuchen,
diephylogenetischen Beziehungen
zwi-schen ihnen und innerhalb dieser Familien zu
erkennen,
hat es nichtgefehlt,
doch steht eine zufriedenstellende
Lösung
noch aus. Dashängt
wohl mit denzahlreichen
Überschneidungen
derMerkmalskomplexe
bei verschiedenenUntergruppen
zusammen, so daß man gezwungenist,
sehrhäufige
Parallelenund
Konvergenzen
derStammesentwicklung
anzunehmen.Hinzu
kommt,
daß wir dieanatomischen, physiologischen
oder etholo-gischen Eigenarten
der vielen hundert inFrage
stehenden Arten nurstichpro- benartig
kennen. Hat man aber erst einmal eine kleinereGruppe,
etwa einegrößere Gattung,
genauer untersucht und dabei die vielen überraschendenUnregelmäßigkeiten
und Ausnahmenfestgestellt,
so verzichtet man balddarauf,
aufStichproben Verallgemeinerungen
aufzubauen.Folgendes Beispiel möge dies veranschaulichen. Die Rückbildung der Volsellae an den männlichen Genitalien gilt bislang als typisches Merkmal der Megachilidae, im
Gegensatz
etwa zu den Fideliidae, bei denen die Volsellae noch eine Andeutung der
ursprünglichen Spaltung
inCuspis
und Digitus zeigen. BeiUntersuchungen
an Osmiinae fand ich nun beieinigen Vertretern der
Gattungen
Noteriades COCKERELL 1931 und Pseudoheriades PETERS1970 ebenso gestaltete Volsellae. Diese Befunde legen die Vermutung nahe, daß reduzierte Volsellae gar nicht zur «Grundausstattung
» derMegachilidae
gehören, sondern daß die Volsellae inner- halb dieser Familie mehrmals parallel einerRückbildung unterlagen.
Versucht man trotzdem bei der
Klärung
der verwandtschaftlichenBeziehungen
derMegachilidae fortzuschreiten,
so bieten sich die Fideliidae für eine nähereBetrachtung
an, und zwar zunächst alleindeshalb,
weil siemit den
Megachiliden
eineausgeprägte
Bauchsammelbürstegemeinsam
haben.Nun haben aber die Fideliidae schon manches
Kopfzerbrechen
verursacht.Po p
ov
(1939)
stellte sie in die Nähe derColletidae,
da sie mit diesen in derAusbildung
des 7. Sternits der Männchen übereinstimmen. Eine solche Ster-nitbildung (mit kompliziert geformter,
oftlappig
zerteilterApikalhälfte)
istaber,
wie Popov selbstbemerkt,
auch noch bei anderen Bienen zu finden. Inabgewandelter
Formzeigt
sie sich sogar bei verschiedenenAnthophoriden.
Deshalb hielt auch GRÜTTE
(1935)
dieSternitbildungen
für äußerst unzuver-lässige Merkmale,
dieaugenscheinlich häufige Konvergenzen
darstellen.Die wahrscheinlichste
Deutung
scheint mirjedoch
zusein,
daßbesagte
Formdes 7. männlichen Sternits zu den
ursprünglichen
Merkmalen der Bienenüberhaupt gehört.
Es wäre demnach eineSynapomorphie
der Bienen im Ver- hältnis zu derenSchwestergruppe.
Innerhalb derApoidea
wiederum scheintverschiedentlich eine
Rückbildung
dieses Sterniteseingetreten
zusein,
oft miteiner teilweisen
Übernahme
seiner Funktion und der damiteinhergehenden komplizierten Verformung
durchdavorliegende
Sternite. Am weitesten ist dieser Prozeß offensichtlich bei denMegachilidae fortgeschritten.
Das heißt aberauch,
daß innerhalb derApoidea
eingelapptes
7. Sternitgegenüber
einemeinfach
gebauten
alsPlesiomorphie
zugelten
hat. Aus diesem Grunde wäredann Popov
Beweisführung
nichtschlüssig.
Obwohl sie sich der eben
ausgeführten Argumentation enthielten,
habenM
OURE et MICHENER
(1955),
meines Erachtens mitRecht,
die in Südamerika entdeckte und ein relativ einfachgebildetes
Sternit 7 aufweisendeNeofidelia
zu den bis dahin nur aus Südafrika bekannten Fideliidae
gestellt.
Neuerdings
hat RozEN(1970)
die Fideliidaeaufgrund
vonUntersuchungen
an Larven und
Puppen
als mit denMegachilidae
nahe verwandt bezeichnet.Leider sind viele der von ihm
aufgeführten
MerkmaleSymplesiomorphien
derbeiden
Gruppen
und daher für eine nahe Verwandtschaft ohne Beweiskraft(z.
B. die relativ starkeBehaarung
derLarven,
deutlicheAntennalpapillen, kräftige, zweizähnige
Mandibelnusw.).
Dennoch
glaube
auchich,
in den Fideliidae dieSchwestergruppe
derMegachilidae
sehen zukönnen,
und zwar, weil für beidewenigstens einige Synapomorphien
wahrscheinlich zu machensind,
während es sehrschwierig
ist,
ähnliches für dieMegachilidae
undirgendeine
derApidae-Anthophoridae- Gruppen
zu tun. Es handelt sich hierbei umfolgende
Merkmale(die
Nummernentsprechen
denen der Abb.10).
6. Labrum wesentlich
länger
als breit.7.
Basitibialplatten völlig
reduziert.8.
Scopa
auf den Sterniten.9.
Zähnelung
auf der Innenfläche der larvalen Mandibeln(
« multidentatearea or cusp )> nach
M ICHENER , 1953)
stark reduziert.Es bleibt zu
bemerken,
daß die Merkmale 7 und 9auch
bei verschiedenen Vertretern derApidae
oderAnthophoridae vorkommen,
aber dann offensicht- lichkonvergent
entstanden sind. Dasgilt
besonders für Merkmal 9. Sollte dievorliegende Interpretation jedoch
nichtzutreffen,
danngehören
entwederNomada, Neopasites, Epeolus
undTriepeolus
nicht zumApidae-Anthophoridae-
Komplex
oder dieseGattungen
haben dieZähnelung
sekundär wieder erworben.In
jedem
Fall ist die hier vertreteneAuffassung
die «sparsamste
», da sie mit dergeringsten
Zahl vonNeubildungen
bereits verlorener Merkmale rechnet.Unter der
Voraussetzung,
daß die ebendargestellte Auffassung stimmt,
bietet die weitere
Aufschlüsselung
nur nochgeringe Schwierigkeiten.
DieMegachilidae
erweisen sich als dieGruppe
mit den zahlreicherenSynapo- morphien (in
Klammern dieAusprägung
bei denFideliidae;
s. Abb.10)
10. Subantennalnaht endet außen an der
Fühlergrube (Subantennalnaht
endet an der Innenseite der
Grube).
11.
Episternalnaht
fehlt(Episternalnaht vorhanden).
12.
Epimeralnaht («
scrobal suture » nachM ICHENER , 1944)
fehlt(diese
Naht
vorhanden).
13.
Vorderflügel
mit 2Submarginalzellen (3 Submarginalzellen).
14.
Analplatte
stark reduziert(Analplatte gut ausgebildet).
15.
Zähnelung
auf der Innenfläche der larvalen Mandibelnvöllig
reduziert(Zähnelung
noch als kleiner Restvorhanden).
Die Fideliidae weisen
lediglich
zweiSynapomorphien auf,
wobei diezweite nur
aufgrund
vonUntersuchungen
an einerGattung (R OZEN 1970)
angenommen wird.
16.
Scopa
an den Hinterbeinen als «Sandfeger
»ausgebildet
und benutzt.17. «
Behaarung
» derPuppe
nur noch in Form kurzer Dörnchen vor-handen.
Es mag nicht sehr sinnvoll
erscheinen,
den «Sandfeger
» der Fideliidenals
Apomorphie gegenüber
denMegachiliden anzuführen,
da doch diese an den Hinterbeinen ohneScopa
sein sollen. GeradeAspidosmia
aberzeigt,
daß dieMegachilidae ursprünglich
neben derBauchscopa
wohl auch noch eine Sammel-bürste an den Hinterbeinen hatten.
Ansätze zu einer Bauchbürste finden wir bei den Apoidea mehrmals. Der Vorteil einer solcherart
vergrößerten Sammeleinrichtung
liegt wahrscheinlich in dergrößeren Pollenmenge,
die pro Ausflug ins Nest
gebracht
werden kann. Solange eine « Bauchbürste » nur schwachausgebildet
war, wie etwa bei einigenheutigen
Halictiden, mußte natürlich dieBeinscopa
erhalten bleiben. Das änderte sich aber, als eine wohlausgebildete,
leistungsfähige
Bauchbürste entstanden war. Da nun dieserSammelapparat
ausreichendePollenmengen
faßte, konnte dieBürste an den Beinen reduziert oder « umfunktioniert n werden. Letzteres führen uns die Fidelüdae vor, während die
Megachilidae
den erstenWeg
beschritten. Wahrscheinlich warendie Fidelüdae « von
Anfang
an » Wüstenbewohner, die in trockenem Sandboden nisteten, so daß die Funktionen ihrer Beinbürste nahtlos einander ablösen konnten.Haben wir eben
Megachilidae
und Fideliidae alsSchwestergruppen
gegen-übergestellt,
so ist doch noch eine andereGruppierung möglich.
Wirsagten
bereits,
daßNeofidelia,
der amerikanische «Zweig
» derFideliidae,
ein einfachgebildetes
männliches Sternit 7aufweist,
das sehr von derkomplizierten
Form bei Fidelia abweicht. Dieses Sternit von
Neofidelia
sieht dem vonAspidosmia ungemein
ähnlich. Träfe es zu, daß diese Sternitform nur einmal entstandenist,
dann müßten die Fideliidae engerbegrenzt
undNeofidelia
nochzu den
Megachilidae
gezogen werden. Wie sich dann dasApomorphieschema
unseres Stammbaumes verändern
würde,
braucht hier nichtvorgeführt
zuwerden,
da sich dieVeränderungen
nach denvorliegenden
Daten leicht vor-nehmen lassen. Ob solche
Veränderungen
tatsächlichnötig sind,
müßtenkünftige Untersuchungen
erweisen(z.B.
sind die Larven vonNeofidelia
nochunbekannt).
Ich
gestehe,
daß dieEntscheidung,
die Fideliidae in ihrer üblichen Zusammen- setzung bestehen zulassen,
einwenig gefühlsmäßig erfolgte.
Selbst bei einerAbtrennung
vonNeo, fidelia
würde sich an der für unsere weiterenÜberlegungen
wesentlichen
Monophylie
der Fideliidae-!- Megachilidae jedoch
nichts ändern.Versuchen wir schließlich noch die
Teilgruppen
derMegachilidae
durchSynapomorphien
zubegründen.
Auch hier hat MiCaErtERrichtungsweisende Unterscheidungen getroffen,
wenn er auch wiederum oftmalsgerade
diejeweiligen Plesiomorphien
als Beweiseanführte,
so etwa dengroßen Jugallobus
der
Hinterflügel
für dieLithurginae.
Soweit ichsehe,
lassen sich bei den beidenHauptstämmen folgende Synapomorphien
feststellen(Abb. 10) :
18. Hinterschienen
auffällig
bedornt(Hinterschienen
ohneDörnchen)
19. Gesicht der Weibchen unterhalb der Fühler
bucklig vorgewölbt (Gesicht
«normal »)
20.
Tergit
1 deutlichverkleinert,
mitbogenförmigem
Hinterrand(Tergit
1« normal », sein Hinterrand ±
gerade)
21. Sternit 7 der Männchen stark
rückgebildet (Sternit
7 nochkräftig ausgebildet)
22.
Jugallobus
desHinterflügels
höchstens von halberLänge
des Anallobus(Jugallobus
wesentlichlänger)
23.
Pygidialfeld völlig
verschwunden(Pygidialfeld vorhanden,
wenn auchreduziert und
umgestaltet)
24. Hinterhüfte mit
ventralem,
scharfemLängsgrat (ein
solcher Gratfehlt).
Diese
Aufstellung
mag manchenWiderspruch herausfordern,
so etwa derPunkt 21. Ist doch bei vielen anderen
Megachiliden
das 7. Sternit ebenfalls stark reduziert. Dochgibt
es unter den Anthidiinae und Osmiinae eine ganze Reihe von Arten mit sehr ansehnlichem Sternit7,
so daß man annehmenmuß,
daß die Reduktion in diesenEntwicklungszweigen
inKonvergenz
zu denLithurginae eingetreten ist,
aber nicht zurursprünglichen Grundausstattung gehört.
Auch Punkt 24 bedarf einerErläuterung.
Der Carina auf Coxa 3 hatzuerst MICHE1VER
(1941) großes
Gewichtbeigemessen, allerdings
nur in derGruppe,
die er als Osmiinae zusammenfaßte.Besagte
Carina ist aber vielweiter verbreitet und tritt auch bei manchen Vertretern der
Megachilinae
undAnthidiinae
auf,
scheintdagegen
bei denLithurginae
nicht vorzukommen.Man hat nun die
Wahl,
sich für einkonvergentes
Verschwinden oder einkonvergentes
Entstehen der Carina bei den Anthidünae-!-
Osmiinae+ Mega-
chilinae zu entscheiden. Deshalb ist in unserem Schema bei diesem Punkt ein
Fragezeichen angebracht.
Die Liste der
Synapomorphien
ließe sich zweifellos nocherweitern, (z.B.
zeigen
dieLithurginae
eine sehr charakteristischeAusformung
vonScutellum,
Metanotum und
Propodeum,
die sicher alsSynapomorphie
dieserGruppe gedeutet
werdenmuß),
doch reichen diegenannten
Punkte wohl für eineBegründung
der beidenHauptstämme
derMegachilidae
aus.Unerwartet
große Schwierigkeiten
machtdagegen
dieTrennung
vonMegachilinae,
Osmiinae und Anthidiinae. DieMerkmalskomplexe
der für eineUntersuchung
meistens allein zurVerfügung
stehenden sklerotisierten Kör-perteile
überschneiden sich hier sovielschichtig,
daß eineUnterscheidung
vonSynapomorphie
undParallelentwicklung
oft nichtgelingt.
Außerdemzeigt
essich,
daß die scheinbar soeindeutigen
Merkmale in den üblichenBestimmungs-
schlüsseln teilweise als
Plesiomorphien
anzusehen sind. Dasgilt
zumBeispiel
für die
gespaltenen
Krallen der Weibchen bei den Anthidiinae.Apomorph
sindvielmehr die einfachen
Krallen,
und man darf wohl mit Recht in diesem Merkmal eineschwerwiegende Synapomorphie
derMegachilinae
& Osmünaevermuten. Eine weitere
Synapomorphie
letztererGruppen
ist höchstwahr- scheinlich in dem Verlust derRandzähnelung
der larvalen Mandibeln zusehen, allerdings
fehlen hierzu nochgrößere Serienuntersuchungen.
So stelltsich die
Begründung
derMonophylie
für dieMegachilinae
und Osmiinae wahrlich nichtimponierend
dar. Leidergilt
besonders für dieseGruppen,
was obenüber
Stichprobenuntersuchungen gesagt
wurde. Diewenigen vorliegenden Ergebnisse
der innerenAnatomie, Physiologie, Ethologie
usw. lassen kaumVerallgemeinerungen
zu.Möglicherweise
kann dieZweiteilung
des mesalen Remotors der Hinterhüfte als weitereSynapomorphie
derMegachilinae
&Osmiinae
gelten (W ILLE 1956),
doch ist dies nicht sicher.Nicht viel anders
liegen
dieDinge
bei den Anthidiinae. Selbst in neuerenArbeiten über diese
Gruppe (M ICHENER 1948,
PASTELLS1969) gewinnt
manzwar einen
Überblick
über dieVielgestaltigkeit
dieserBienen,
findet aber kaumAngaben
über allengemeinsame
Merkmale. Außer den bereits erwähnten und nichts beweisendengespaltenen
Krallen wird hiergewöhnlich
nur nochdas kurze
Flügelmal genannt.
Dieses Merkmal ist wahrscheinlich eineechte,
wenn auch kaum
eindeutig
zu beweisendeSynapomorphie
derAnthidiinae;
man findet bei keiner Art aus dieser
Gruppe
sogroße Flügelmale
wie etwa beiprimitiven
Osmiinae. Als weitereSynapomorphie
der Anthidiinae kann die starkeThoraxverkürzung gelten,
die den Thorax derKugelform
annähert.Man könnte hier