Molecular systematics of the Dichopetala genus group (Orthoptera: Phaneropteridae)

Introducción: El grupo de géneros Dichopetala se propuso recientemente después de una revisión del género Dichopetala Brunner von Wattenwyl, 1878. Actualmente, el grupo consta de ocho géneros y 44 especies distribuidas desde el sur de los Estados Unidos hasta el sur de México. Este acuerdo genérico, se basó únicamente en evidencia morfológica y se acompañó por discusiones sobre nuevos géneros erigidos, para los cuales no se probó su monofilia. Objetivo: Evaluar las relaciones filogenéticas entre especies representativas de los ocho géneros del grupo Dichopetala. Métodos: Generamos secuencias de ADN para un gen mitocondrial (Citocromo oxidasa I: COI) y dos marcadores de genes nucleares (28S, Histona III: H3), e incluimos especies de otros géneros de Phaneropterinae para probar la monofilia del grupo en estudio. Utilizamos modelos evolutivos bayesianos y de máxima verosimilitud. Resultados: Se respalda la monofilia del grupo Dichopetala y la monofilia de los géneros Dichopetala, Obolopteryx, Planipollex, Mactruchus y Rhabdocerca. Además, los géneros Acanthorintes y Pterodichopetala como parafiléticos. Los marcadores mitocondriales también sugieren que los géneros Rhabdocerca y Acanthorintes ampliamente distribuidos, pueden en realidad contener varias especies no vistas previamente. Conclusión: Se proporciona la primera contribución a la filogenia del grupo de Dichopetala y una definición filogenética y morfológica más robusta de algunos de los géneros involucrados.

Introduction: The Dichopetala genus group was proposed recently after revision of the genus Dichopetala Brunner von Wattenwyl, 1878. Currently, the group consists of eight genera and 44 species distributed from Southern United States to Southern Mexico. This generic arrangement was based solely on morphological evidence, and was accompanied by discussions on new erected genera, for which their monophyly was not tested. Objective: To assess the phylogenetic relationships among representative species of the eight genera of the Dichopetala group. Methods: We generated DNA sequences for one mitochondrial (Cytochrome oxidase I: COI) and two nuclear (28S, Histone III: H3) gene markers, and included species of other Phaneropterinae genera to test the monophyly of the ingroup; Bayesian and maximum likelihood evolutionary models were used. Results: The monophyly of the Dichopetala group and the monophyly of genera Dichopetala, Obolopteryx, Planipollex, Mactruchus and Rhabdocerca is supported. In addition, Acanthorintes and Pterodichopetala were recovered as paraphyletic. The mitochondrial markers also suggest that the widely distributed genera Rhabdocerca and Acanthorintes may actually contain various overlooked species. Conclusions: The first contribution on the Phylogeny of the Dichopetala group, and a more robust phylogenetic and morphological definition of some of the genera involved are provided.

Pollination ecology of Clerodendrum indicum (Lamiaceae): first report of deceit pollination by anther-mimicking stigma in a bisexual flower / Ecología de la polinización de Clerodendrum indicum (Lamiaceae): primer informe de la polinización por engaño imitando el estigma en una flor bisexual

Abstract: Clerodendrum indicum (Lamiaceae) is a medicinally important shrub. We have studied the details of its pollination ecology which was hitherto unknown. The work was done during three consecutive years 20122014, based on 118 plants occurring in three widely separated wild populations in West Bengal, India, together with 25 individuals grown in an experimental plot. Details of flower structure and dynamics of floral events, pollen production and pollen dispersal, visitors and pollinators, floral attractants and floral rewards and pollen transfer mechanism have been worked out by standard methodologies with a 10x high resolution hand lens (IRL), a Leica WILD M3B Stereo-binocular microscope (Switzerland) and a Leica DMLB compound bright field light microscope (Germany). The tubular flower of four-day longevity attracts its visitors by visual cues. Flowers are visited regularly by ten species of insects. On the basis of the visitor behaviour, these can be classified into three distinct categories, viz., visitors belonging to Category-I act on cushion and trichome nectaries of calyx and corolla respectively, those of Category-II act on the dehisced anthers and trichome nectaries of corolla while those of Category-III act on dehisced anthers as well as receptive stigma. Majority of the visitors belong to either Category-I or Category-II. They visit only the 2nd day flowers and never visit a 3rd day flower when the stigma assumes receptivity. Therefore, they are not regarded as pollinators but, act as pollen and/or nectar robbers. Those are discriminated by offering secretions from extra-nuptial nectaries of the flower. Visitor species of Category-III, represented by a species of Trigona, constitute the legitimate pollinator of the plant and thereby, making the plant monophilic. Pollen presentation from the bisexual, dichogamous and protandrous flower takes place on the 2nd day, while the stigma assumes its receptivity on the 3rd day of flower opening. Pollen transfer to the body of the pollinator by a 2nd day flower in its male phase is achieved by offering edible pollen grains. On the other hand, a 3rd day flower at its female phase is devoid of the reward (pollen grain). The yellow shiny receptive stigma of such a flower strikingly mimics the freshly dehisced anthers and the pollinators being lured by such a stigma inadvertently transfer pollen onto it. C. indicum is so far the only known species of flowering plants where deceit pollination occurs by anther-mimicking stigma in a bisexual flower. Rev. Biol. Trop. 65 (3): 988-1001. Epub 2017 September 01.

Resumen: Clerodendrum indicum (Lamiaceae) es un arbusto medicinal importante. Hemos estudiado los detalles de la ecología de su polinización hasta ahora desconocida. El trabajo se realizó durante tres años consecutivos 2012-2014, basado en 118 plantas de tres poblaciones silvestres muy separadas en Bengala Occidental, India, junto con 25 individuos cultivados en una parcela experimental. Los detalles de la estructura de las flores y la dinámica de los eventos florales, la producción y la dispersión del polen, los visitantes y los polinizadores, los atractivos florales y las recompensas florales, así como el mecanismo de transferencia de polen han sido estudiados por metodologías estándar con una lente manual de alta resolución 10x (IRL), microscopio estéreo-binocular (M3B, Suiza) y microscopio de campo brillante (Leica DMLB, Alemania). La flor tubular de cuatro días de longevidad atrae a sus visitantes por señales visuales. Las flores son visitadas regularmente por diez especies de insectos. Con base en el comportamiento del visitante, éstos se pueden clasificar en tres categorías distintas, la mayoría pertenecen a la Categoría-I o a la Categoría-II. Visitan solo las flores del segundo día y nunca visitan una flor de 3er día cuando el estigma asume receptividad. Por lo tanto, no se consideran como polinizadores, sino que actúan como ladrones de polen y / o néctar. Estas son discriminadas por ofrecer secreciones de nectarios extra-nupciales de la flor. Las especies de visitantes de la Categoría III, representadas por una especie de Trigona, constituyen el polinizador legítimo de la planta y, por lo tanto, la hacen monofílica. La presentación del polen de la flor bisexual, dicogámica y protándrica ocurre en el 2do día, mientras que el estigma asume su receptividad en el tercer día de la apertura de la flor. La transferencia de polen al cuerpo del polinizador por una flor de segundo día en su fase masculina se logra ofreciendo granos comestibles de polen. Por otro lado, una flor de tercer día en su fase femenina carece de la recompensa (grano de polen). El estigma receptivo brillante amarillo de tal flor simula sorprendentemente las anteras recién abiertas y los polinizadores que son atraídos por tal estigma inadvertidamente transfieren polen en él. C. indicum es hasta ahora la única especie conocida de planta con flor en donde la polinización por engaño se produce por mimetismo de anteras en un estigma de una flor bisexual.

Variation in male reproductive system characters in Corydoradinae (Loricarioidei: Callichthyidae) reflects the occurrence of different lineages in this subfamily

Callichthyidae comprises a well-corroborated monophyletic group divided into two subfamilies: Corydoradinae and Callichthyinae. A recent proposal, based on molecular data, suggests that Corydoradinae is composed by nine monophyletic lineages, possibly genera. The species pertaining to those lineages have extensive modification in the size of genome, including diploid, tetraploid and octoploid species. Considering the occurrence of these monophyletic lineages and that the variations in DNA content may imply in significant alterations on the structure of spermatozoa, this study analyzed the morphology of the male reproductive system and the morphometry of the head of the spermatozoa of representatives of the nine lineages of Corydoradinae, seeking for particular characteristics of each lineage. Morphological data revealed a high intra-lineage variation, larger than that observed among species of different lineages. In contrast, morphometric data obtained for eight out of the nine lineages, revealed large congruency with the hypothesis that Corydoradinae is composed by different lineages. These results demonstrate that there is a correlation among variations in DNA content and the size of the spermatozoon head, thus providing additional subsides for the definition of the Corydoradinae lineages.(AU)

A família Callichthyidae compreende um grupo monofilético bem corroborado, dividida em duas subfamílias: Corydoradinae e Callichthyinae. Uma proposta recente, baseada em dados moleculares, sugeriu que a subfamília Corydoradinae é composta por nove linhagens, possivelmente gêneros. As espécies pertencentes a cada uma destas linhagens possuem extensivas modificações no tamanho do genoma, incluindo espécies diplóides, tetraplóides e octaplóides. Considerando a ocorrência dessas diferentes linhagens e que as extremas variações em conteúdo de DNA podem implicar em alterações significativas na estrutura dos espermatozoides, o presente estudo analisou a morfologia do sistema reprodutor masculino e a morfometria da cabeça dos espermatozoides de representantes das nove linhagens de Corydoradinae, procurando características particulares em cada uma. Os dados morfológicos revelaram a ocorrência de grande variação dentro das linhagens, maior que aquela observada entre espécies de diferentes linhagens. Diferentemente, os dados morfométricos obtidos para oito das nove linhagens revelaram grande congruência com a atual proposta para Corydoradinae. Estes resultados demonstram que há correlação entre as variações em conteúdo de DNA e o tamanho da cabeça dos espermatozoides, fornecendo, assim, subsídio adicional para a definição das nove linhagens de Corydoradinae.(AU)

Filogenia intraespecífica y variabilidad genética de Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae) con los genes mitocondriales ND5 y COI / Intraspecific phylogeny and genetic variability of Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae) with mitochondrial genes ND5 and COI

Culex quinquefasciatus Say (Diptera; Culicidae) es un mosquito perteneciente al complejo Pipiens con distribución amplia en el mundo y en Venezuela tanto en zonas urbanas como rurales; es acentuadamente antropofílico y vector de varios virus y parásitos mantenidos en la naturaleza en un ciclo enzoótico ave-mosquito-ave. Dicha distribución y ocupación de hábitats larvales de origen antropogénico podría sugerir la presencia de subpoblaciones geográficas que pudieran participar en forma diferencial en la transmisión de patógenos. Los análisis filogenéticos y redes de haplotipos de éste trabajo, con secuencias de los genes mitocondriales (Subunidad I del Citocromo oxidasa y Subunidad 5 de la NADH deshidrogenasa) de poblaciones de Cx. quinquefasciatus colectadas en nueve localidades (cementerios) de Venezuela sugieren alta homogeneidad genética inter-poblacional y una sola entidad filogenética (monofilia). Se demostró que el fragmento del gen COI tiene mayor resolución en la definición de la filogenia de especies cercanas y a nivel de géneros y ajustado con la clasificación actual. El gen ND5 con alta variación es más útil para estudios poblacionales, sin embargo muestra parafilia entre Cx. corniger y Cx. quinquefasciatus, que representa una evidencia de posible homogenización por entrecruzamiento, introgresión o infección por Wolbachia. Las redes de haplotipos sugieren poblaciones en expansión con alta variabilidad haplotípica y heterogeneidad genética intra poblacional y homogeneidad inter poblacional, con implicaciones evolutivas en la dispersión de sus poblaciones y el éxito en áreas urbanas, así como evidencia de posible cuello de botella en poblaciones producto de marcadas campañas de aplicación de insecticidas, información útil en la planificación de futuras estrategias de control sanitario.

Culex quinquefasciatus Say (Diptera, Culicidae) is a mosquito belonging to the Pipiens complex with wide distribution in the world and in Venezuela, both urban and rural. Besides, it is a markedly anthropophilic vector of several viruses and parasites maintained in nature in a cycle enzootic bird-mosquito-bird. The wide distribution and occupation of larval habitats of anthropogenic origin may suggest the presence of geographical subpopulations, which may differentially participate in the transmission of pathogens. Phylogenetic analysis and haplotype networks with sequences of mitochondrial genes (cytochrome oxidase subunit I and subunit 5 of NADH dehydrogenase) of populations collected in nine locations (cemeteries) of Venezuela showed high interpopulation genetic homogeneity and a single phylogenetic entity (monophyly). It demostrated that the COI gene fragment had a higher resolution in the definition of the phylogeny of closely related species and genera level and correlated with the current classification. The ND5 gene variation is highly useful for population studies. However, this gene showed paraphyly between Cx. corniger and Cx. quinquefasciatus as an evidence of possible homogenization by inbreeding, introgression or infection with Wolbachia. The haplotype networks suggest expanding populations with high haplotype variability and genetic heterogeneity occurred within populations. Moreover, the analysis, showed homogeneity among populations with evolutionary implications in the dispersion of their populations and successful occupation in urban areas, as well as evidence of possible population bottleneck as consequence of insecticide control campaigns.