Forschung Hymenoptera

(Svenska Nematinae (Hymenoptera, Tenthredinidae) förutom Nematina-gruppen)

Drittmittelgeber: Svenska artprojektet – Swedish Taxonomy Initiative, STI
Drittmittelumfang: 3.000.000 SEK (ca. 350.000 €), Laufzeit 2012-2015

Unter den Tenthredinidae erweisen sich die Nematinae ähnlich kompliziert wie  andere Insektengruppen, die höchste Priorität im Rahmen der groß angelegten Schwedischen Taxonomie-Initiative (STI) haben. Taxonomie und Nomenklatur der Gruppe ist in vielerlei Hinsicht chaotisch. Die Fauna Fennoskandiens umfasst mehr als 75 % der Europäischen Nematinenarten. Das Projekt berücksichtigt etwa 50 % der in Schweden zu erwartenden Nematinae (d. h. alle Nematinae mit Ausnahme der Subtribus Nematina). Von den etwa 300 behandelten europäischen Taxa sind etwa 110 bereits aus Schweden und 200 von Fennoskandinavien gemeldet.

Daher erwarten wir in Schweden nicht viel weniger als 200 Arten der Gruppe. Schätzungsweise 20 % der Arten oder mehr erfordern wahrscheinlich andere Namen oder werden neu für die Wissenschaft sein. Die wenigen vorhandenen umfassenden Bestimmungsschlüssel sind veraltet und aus heutiger Sicht meist sehr unsicher. Nur eine Handvoll Experten ist zur Zeit in der Lage, eine größere Artenzahl (und das oft noch mit Rest-Unsicherheit) zu bestimmen.

Eine Neugliederung und Revision dieser Gruppe ist dringend notwendig. Wir beabsichtigen im Rahmen des dreijährigen Projektes illustrierte Schlüssel zu den Gattungen, Arten-Gruppen und Arten der Nematinae (excl. Nematina) bereitzustellen. Um ein erfolgreiches Ergebnis zu sichern, wird die Arbeit in internationaler Zusammenarbeit durchgeführt.

Drittmittelgeber: BMBF 2003–2006; GBIF Seed Money Award 2005-2006; SYNTHESYS, verschiedene Projekte 2008–2012)

ECatSym 3.10 (2011)

ECatSym 4.0 beta (2012)

ECatSym stellt den ersten taxonomischen Katalog dar, der für die Pflanzenwespen umfassende Daten online zur Verfügung stellt. ECatSym deckt etwa 6% der megadiversen Hymenoptera ab. Der Katalog entspricht der Forderung der Global Biodiversity Information Facility (GBIF), taxonomische Daten für jedermann ohne Hindernis zugänglich zu machen.

ECatSym bietet die Möglichkeiten an, wissenschaftliche und umgangssprachliche Namen von Arten und Gattungen, sowie deren Synonyme und Fehlschreibungen zu suchen und zuzuordnen. Der Nutzer wird zum jeweils gültigen Namen des betreffenden Taxons geführt und erhält zusätzlich Bilder und Literaturmeldungen, und Informationen zu Verbreitung und höherer Klassifikation. Alle Daten fußen auf der Auswertung von etwa 9.000 Publikationen (ca. 190.000 Seiten) über Pflanzenwespen, die zum großen Teil retrodigitalisiert und mit einer OCR gelesen wurden und jetzt als PDFs verfügbar sind. Die hohe Qualität der durch ECatSym angebotenen Information spiegelt sich im Umfang der enthaltenen Daten wider, derzeit z. B.

•  8.785 Arten und 831 Gattungen,
•  30.855 Namenskombinationen,
•  ca. 100.000 Verbreitungsdaten,
•  ca. 200.000 Links zur Literatur.

ECatSym wird anhand neu erscheinender Publikationen laufend erweitert. Daten zu den Futterpflanzen sollen in Kürze ebenfalls eingebettet und recherchierbar werden. Künftig werden auch vermehrt Fotos von Typusexemplaren eingebunden, die im Rahmen von Arbeiten in verschiedenen Forschungssammlungen entstehen.

Die statische Druckversion des Weltkataloges der Pflanzenwespen erschien 2010 bei Zootaxa. Derzeit wird auch an einem Katalog der Familiengruppennamen gearbeitet.

Die Megalodontesidae sind eine kleine, ausschließlich paläarktische Pflanzenwespenfamilie, die die Schwestergruppe der Pamphiliidae innnerhalb der Pamphilioidea bildet, wenn Fossilien keine Berücksichtigung finden. Angesichts der geringen Artenzahl scheint eine Aufteilung der Gruppe in (Unter-) Gattungen nicht notwendig zu sein. Derzeit sind etwa 40 Arten der Gattung Megalodontes bekannt. Die Gattungssynonyme wurden von Taeger (1998) behandelt. Etwa 5 Arten sind noch unbeschrieben. Ein Schlüssel für die europäischen Arten wurde von Taeger (2002) gegeben.

Zuverlässige Informationen über die Nahrungspflanzen gibt es nur für 5 Arten: M. cephalotes (Apiaceae: Peucedanum, Seseli, Libanotis, Laserpitium), M. nitens und M. skorniakowii an Ruta minor und Haplophyllum hirsutum, M. spiraeae an Sphallerocarpus gracilis, M. thor an Peucedanum spp. Weitere Wirtspflanzenangaben sind wegen Identifikationsproblemen bei den gezogenen Wespen unsicher.
Barcoding (COI) scheint ein nützliches zusätzliches Instrument für Trennung der Arten zu sein. Viele Taxa werden sehr gut durch die Barcoding-Ergebnisse unterstützt. Auch morphologisch sehr ähnliche Arten (z.B. M. cephalotes & thor; M. eversmanni & reitteri) sind eindeutig durch ihre Barcodes getrennt. Auf der anderen Seite fallen morphologisch klar getrennte Arten wie M. quinquecinctus und spiraeae in die gleichen Barcodecluster. Eine Revision der Gruppe ist in Vorbereitung (Taeger, in prep.).

Seitdem die Systematik der Hymenopteren diskutiert wird, richtet sich die Aufmerksamkeit besonders auf die Urbalttwespen oder Xyelidae, da diese die ursprünglichsten Formen der Ordnung umfassen und die frühesten fossilen Hymenopteren einschließen (frühes Trias, ~220 Millionen Jahre). Da die Xyelidae die Schwestergruppe der übrigen Hymenoptera bilden, sind sie an erster Stelle für die Erklärung evolutiver Trends innerhalb der Ordnung zu berücksichtigen.

Obwohl die fossilen Formen morphologisch divers waren, bilden die rezenten Arten fünf vergleichsweise einheitliche Gruppen:  die Macroxyelinae Macroxyela (2 rezente Arten mit Larven an Ulmaceae) und Megaxyela (10 Arten an Juglandaceae), und die Xyelinae Pleroneura (12 Arten an Abies und Picea), Xyela (48 Arten an Pinus) und Xyelecia (2 Arten wahrscheinlich an Abies). Insbesondere auf folgende Fragen werden Antworten gesucht:

• Taxonomie der Xyelidae, derzeit v.a. der ostasiatischen (China, Japan, Taiwan) und nearktischen Arten
• Ökologische Merkmale der Xyelidae und ihrer Parasitoide
• Entwicklung evolutionärer Szenarien, die die Radiation auf der Basis phylogenetischer Hypothesen erklären (morphologische und genetische Daten)

Die Larven von Xyela sind überwiegend monophag und fressen in den männlichen Blüten von Kiefern. Die enge Adaptation an dieses kurzlebige Habitat war vermutlich der Auslöser für die enorme Radiation von Xyela auf der Nordhalbkugel. Vermutlich ist bislang nur ein Teil der Arten beschrieben, die sich mitunter hochgradig ähnlich sind. Neben morphologischen Daten ist das Barcoding zur Trennung der Arten häufig – aber nicht immer – hilfreich.

Folgende Publikationen sind zu diesem Thema erschienen:

• Taxonomie und Ökologie der westpaläarktischen Xyelidae
• Vikariante Artenpaare von Xyela an Pinus densiflora in Ostasien
• Larvale Parasitoide von Xyela: Gelanes (Hymenoptera, Ichneumonidae)
• Taxonomie, Wirtspflanzen und Verbreitung der Xyela-Arten Eurasiens

Tenthredo im weiteren Sinne ist die größte Blattwespengattung. Derzeit werden mehr als 900 Arten (65 davon mit Unterarten) unter diesem Namen behandelt. Das sind mehr als 10% der bekannten Weltfauna der Pflanzenwespen . Es gibt 33 Gattungsgruppennamen innerhalb von Tenthredo. Diese werden teils als Untergattungen verwendet, oder auch als gültige Gattungen. Es gibt derzeit kein allgemein akzeptiertes System, dass durch eine umfassende phylogenetische Analyse unterstützt wird.

Tenthredo ist auf die nördliche Hemisphäre beschränkt, der südlichste Nachweis stammt aus Sumatra. Über 650 Arten sind paläarktisch (Europa 100), 140 nearktisch, 300 orientalisch. Über 650 Arten sind aus Asien bekannt, mit der größten Vielfalt im Himalaya.. Vor allem die asiatischen Taxa sind schlecht bekannt, zudem ist ihre Variabilität weitgehend unerforscht. In Zusammenarbeit mit ausländischen Kollegen ist eine Neugliederung der Gruppe geplant. Mehrere Arbeiten wurden in den letzten Jahrzehnten veröffentlicht (Taeger 1985, 1988a, 1988b, 1991, 1992, 2013,  Blank & Taeger 2006)

Unterstützt durch das SYNTHESYS-Programm der Europäischen Gemeinschaft konnten in den letzten Jahren mehrere bedeutende Sammlungen mit typenreichem Material untersucht werden: Sammlung R. Malaise (Stockholm), Sammlung S. Mocsáry (Budapest, Taeger, 2013), Sammlungen Dusmet und Escalera  (Madrid). Viele Arten von Wei et al. (Changsha) konnten im Zusammanhang mit einer Expedition nach Yunnan und Sichuan im Jahr 2009 kurz geprüft und dokumentiert werden. Zahlreiche Tiere wurde dort gesammelt, um die Material-Bedingungen am SDEI für weitere Untersuchungen in der Gruppe zu verbessern.

Trotzdem Orussidae über 1 cm groß und häufig auffallend gefärbt sind, werden sie vergleichsweise selten gefangen. Die 85 bekannten Arten bilden die Schwestergruppe zu den artenreichen apocriten Hymenopteren, weshalb sie in Untersuchungen über die Phylogenie der Apocrita eine Schlüsselstellung einnehmen und über die Richtung der Merkmalsevolution entscheiden. Orussidae sind weltweit verbreitet. Sie sind die einzigen “Symphyta”, die parasitär an anderen, xylobionten Insekten leben. Die wenigen verfügbaren Daten weisen Bock- und Prachkäfer (Cerambycidae, Buprestidae) sowie Holz- und Schwertwespen (Siricidae, Xiphydriidae) als Wirte nach.

In den Untersuchungen werden neue Arten beschrieben, neue Bestimmungsschlüssel entwickelt und für die Arten kladistische Analysen vorgestellt, die vor allem die Zoogeographie klären helfen. So ist zum Beispiel die Verbreitung der vier Ophrynon-Arten auf Kalifornien beschränkt. Sie weisen einen kaliforno-eremialen Verbreitungstyp auf und sind wahrscheinlich Ergebnis eines vergleichsweise jungen Speziationsereignisses. Die Analyse von 27 Orussus-Arten weist hingegen auf deren orientalischen Ursprung hin (Manuskript eingereicht). In im Fokus einer aktuellen Untersuchung steht eine neue Orussobaius-Art von der Insel Tanimbar (Kleine Sundainseln), deren Vorläufer vermutlich aus Australien stammen. Die Untersuchungen werden in enger Kooperation mit Lars Vilhelmsen (Kopenhagen) und David R. Smith (Washington) durchgeführt.

Aus der Westpaläarktis sind derzeit mehr als 1.800 Pflanzenwespenarten (LINK: 1119120 Taeger et al. 2010.pdf) bekannt. Deren Bestimmung stößt häufig auf Schwierigkeiten, da existierende Bestimmungsschlüssel nur für kleinere geographische Räume geschaffen wurden, sie stark veraltet und häufig unzureichend illustriert sind. Ein grundsätzliches Problem besteht darin, dass umfangreiche Information in einer kaum überblickbaren Flut kleiner und kleinster Publikationen enthalten ist, die sich nur schwierig erschließt. Anderseits beinhalten die Pflanzenwespen Arten, deren korrekte Erkennung in der Praxis wichtig ist, da sie als Schädlinge in Land- und Forstwirtschaft und im Gartenbau auftreten können. Eine Reihe von Arten ist auch für naturschutzfachliche Bewertungen geeignet (Taeger et al. 1998)  und wird in Roten Listen geführt Rote Liste.

Aufgrund dieser Defizite wird mittelfristig und schrittweise das erste Bestimmungswerk für die Pflanzenwespen der Westpaläarktis entwickelt. Neben dem Drittmittelprojekt “The Swedish Nematinae” (siehe oben) bestehen erste Schritte in Revisionen kritischer Teilgruppen, derzeit z. B.:

• Cephidae: Pachycephus, Trachelus
• Cimbicidae: Corynis (Kooperation mit Hans-Joachim Jacobs, Ranzin)
• Tenthredinidae: Tenthredopsis

Die Insektensammlung des SDEI ist für seine große „Formosa Sammlung“, bestehend aus etwa 6000 Arten und  Typen von 2258 Arten aus Taiwan bekannt. Die Tiere wurden zwischen 1908 und 1914 von Hans Sauter gesammelt und dem DEI gespendet. Das Institut angagierte sich im Gegenzug bei der Suche nach Spezialisten, die das Material bearbeiteten und bei der Veröffentlichung der Ergebnisse. 2011 haben wir damit begonnen, die Symphyten-Fauna von Taiwan intensiver zu studieren, um das Wissen über die Gruppe auf der Insel zu verbessern.

Die überwiegend holarktische Gattung Empria (einige Arten auch in den orientalischen und neotropischen Region) umfasst derzeit ca. bekannte 50 Arten. Die Empria-Imagines sind etwa 5-7 (9) mm lang. Charakteristisch für fast alle Arten sind häutige paarige Flecken auf den Hinterleibssegmenten. Die Arten sind meist monophag oder oligophag an Betulaceae, Rosaceae und Salicaceae. In der Regel müssen zur sicheren Bestimmung die Genitalien präpariert werden. Empria-Exemplare sind oft schwer bestimmbar, weil seit  der letzten Revision (Conde 1940) kein umfassender Bestimmungsschlüssel mehr für die paläarktischen Arten veröffentlicht wurde. Die meisten bekannten Arten gehören in die Paläarktis. Für die Arten der Neuen Welt (11 nearktisch, 1 neotropisch) gibt es eine neuere Bearbeitung. Es liegen mindestens 10 weitere unbeschriebene Arten vor, meist aus der Ostpaläarktis und der orientalischen Region. Einige Ergebnisse molekularer Untersuchungen (einschließlich phylogenetischer Analysen) wurden bereits veröffentlicht, diese sind aber taxonomisch oder geografisch eingeschränkt. Molekulare Daten (nuclear ITS1 und ITS2 sowie mitochondriale COI) sind für drei Viertel der vorliegenden Arten verfügbar (noch nicht veröffentlicht) .

Zur Fauna der Pflanzenwespen Europas werden derzeit knapp 1400 Arten gerechnet  (Taeger et al 2006). Die Verbreitung in den Ländern ist in der Fauna Europaea abrufbar. Für etliche Länder ist die Datenlage jedoch defizitär, indem entweder zu wenige Aufsammlungen vorliegen oder die Gebiete in taxonomischen Arbeiten bisher nur unzureichend berücksichtigt wurden. Die durch das SDEI jährlich veranstalteten International Sawfly Workshops widmen sich deshalb vorzugsweise solchen Gebieten in Europa. Die Ergebnisse werden dann jeweils von einem internationalen Team von Kollegen veröffentlicht, und dienen auch als Vorarbeiten für das Mittelfristige Projekt “Pflanzenwespen der Westpaläarktis” (siehe oben):

• Griechenland (in Bearbeitung)
• Iran (Kooperation mit Mohammad Khayrandish, Tehran)
• Portugal (in Bearbeitung)
• Schottland: Liston et al. (2012)
• Slovakei: Roller et al. (2006).

Für Deutschland wurde die Checkliste und die vom Bundesamt für Naturschutz herausgegebene Rote  Liste grundlegend überarbeitet. Für die Pflanzenwespen stehen jetzt fundierte Daten zur Verfügung, um diese in naturschutzfachlichen Bewertungen als Indikatoren verwenden zu können.
Durch die am SDEI verwahrte “Formosa-Sammlung” von Hans Sauter (ESAKI 1941) bestehen seit langem gute Kontakte zu Kollegen in der Volksrepublik China und der Republik China (Taiwan). 2009 wurde eine Expedition nach China, und 2011 eine Expedition nach Taiwan unternommen (finanziert durch DAAD und National Science Council of Taiwan). Das während dieser Expeditionen gesammelte Material fließt in Faunen dieser Länder und darüber hinaus in verschiedene systematische Projekte ein (z. B. Xyelidae, Tenthredo, siehe oben).

Seit 1997 werden die jährlichen Internationalen Workshops über Pflanzenwespen hauptsächlich von den Mitarbeitern des Deutschen Entomologischen Instituts organisiert. In den ersten Jahren bestanden die Workshops aus einer Mischung von Vorträgen, Präsentationen und Exkursionen . Inzwischen sind die Vorträge von den Feldarbeiten getrennt und finden während der Winter-Workshops statt. Die Workshops haben eine große Bedeutung für den kontinuierlichen Austausch von Informationen zwischen den Symphyta Spezialisten.

• 2013 17th International Workshop on Sawflies, Zwettl im Waldviertel, Austria (angekündigt für die Zeit vom 1.-8. August 2013)
• 2013 2. Winter Workshop (Vortragstagung) am Senckenberg Deutsches Entomologisches Institut, Müncheberg
• 2012 16th International Workshop on Sawflies, Abisko, Sweden
• 2011 15th International Workshop on Sawflies, National Pyrenees Park, Hautes Pyrenees, France
• 2010 14th International Workshop on Sawflies, Kindrogan, Scotland, United Kingdom (larger photo)
• 2009 Riazzino near Locarno, Tessin, Suisse
• 2008 1st Winter Workshop (talk session) at the Deutsches Entomologisches Institut / ZALF, Müncheberg
• 2008 Massiv Central, France
• 2007 Plataniá, Greece
• 2006 10th International Workshop on Sawflies, Yvoir, Belgium  (larger photo)
• 2005 Liptovsky Jan National Park Lower Tatry, Slowakia
• 2004 Torbole Lake Garda and Monte Baldo, Italy
• 2003 Ilfeld im Harz and Kyffhäuser, Germany
• 2002 Altlengbach in der Wachau, Austria
• 2001 Kevo Subarctic Research Station, Finland
• 2000 Pontresina im Engadin, Schweiz
• 1999 Admont in der Steiermark, Austria
• 1998 Zwettl im Waldviertel, Austria
• 1997 Eberswalde, Germany