Comparison of the evolution of the male skeleto-muscular genitalia system of the subtribe Polyommatina (Lepidoptera, Lycaenidae) in the faunas of the Old World and New World

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Comparison of the morphological evolution of the two biogeographic groups of the subtribe Polyommatina, the Old World and the New World ones, is carried out for the first time. Muscles of the male genitalia of the South American species Nabokovia cuzquenha Bálint et Lamas, 1997; Hemiargus hanno (Stoll, [1790]); Hemiargus ramon (Dognin, 1887); Itylos nodo (Bálint et Johnson, 1995); I. pelorias (Weymer, 1890) and I. pacis (Draudt 1921) are described in detail. On the background of the profound similarity of the male genitalia muscles of the subtribe Polyommatina between the faunas of the Old World and New World, a clear autapomorphy of the species of the genus Hemiargus is found—shift of the attachment of the secondary retractors of aedeagus, m7(6)b, from the alulae on the sagum, a unique skeletal structure near the aedeagus in South American Polyommatina. A parallel appearance of this character within the South American clade is speculated. An independent and simultaneous splitting of the intravalvar muscles m5(7) in the Neotropical and Holarctic lineages of the subtribe Polyommatina after their divergence is described.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Stekolnikov

Санкт-Петербургский государственный университет

Author for correspondence.
Email: an.stekolnikov@gmail.com
Russian Federation, Университетская наб., 7–9, С.-Петербург, 199034

A. I. Korzeev

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: korzeev@gmail.com
Russian Federation, Университетская наб., 7–9, С.-Петербург, 199034

References

  1. Корзеев А. И., Стекольников А. А. 2016. Сопоставление сравнительно-морфологических данных с «молекулярными» филогенетическими деревьями: заключительный этап эволюции скелетных признаков гениталий самцов в подтрибе Polyommatina (Lepidoptera, Lycaenidae). Часть 1. Вальвы, эдеагус и юкста. Энтомологическое обозрение 95 (3): 473–503. [Korzeev A. I., Stekolnikov A. A. 2016. Congruence between comparative morphology and molecular phylogenies: the final stage of evolution of the skeletal characters of male genitalia in the subtribe Polyommatina (Lepidoptera, Lycaenidae). Part 1. Valvae (distal part), aedeagus, and juxta. Entomological Review 96 (6): 647–671. https://doi.org/10.1134/S0013873816060014
  2. Корзеев А. И., Стекольников А. А. 2021. Мускулатура гениталий самцов голубянок трибы Miletini (Lepidoptera, Lycaenidae: Miletinae). Энтомологическое обозрение 100 (1): 59–78. https://doi.org/10.31857/S0367144521010056
  3. Корзеев А. И., Стекольников А. А. 2022. Мускулатура гениталий самцов голубянок подсем. Aphnaeinae (Lepidoptera, Lycaenidae). Энтомологическое обозрение 101 (1): 111–126. https://doi.org/10.31857/S0367144522010075, [Korzeev A. I., Stekolnikov A. A. 2022. Muscles of the male genitalia in the butterfly subfamily Aphnaeinae (Lepidoptera, Lycaenidae). Entomological Review 102 (1): 82–94. https://doi.org/10.1134/S0013873822010079
  4. Кузнецов В. И., Стекольников А. А. 1998. Эволюция скелета и мускулатуры гениталий самцов в семействах Riodinidae и Lycaenidae (Lepidoptera). Энтомологическое обозрение. 77 (2): 443–461. [Kuznetzov V. I., Stekolnikov A. A. 1998. Evolution of male genital skeleton and muscles in the families Riodinidae and Lycaenidae (Lepidoptera). Entomological Review 78 (6): 691–705.]
  5. Кузнецов В. И., Стекольников А. А. 2001. Новые подходы к системе чешуекрылых мировой фауны (на основе функциональной морфологии брюшка). СПб.: Наука, 462 с.
  6. Стекольников А. А. 2010. Эволюция скелета и мускулатуры гениталий самцов в семействе Lycaenidae (Lepidoptera). II. Инфратриба Polyommatina Swainson, 1827. Энтомологическое обозрение 89 (3): 561–587. [Stekolnikov A. A. 2011. Evolution of the skeleton and musculature of the male genitalia in the family Lycaenidae (Lepidoptera): II. Infratribe Polyommatina Swainson, 1827. Entomological Review 91 (1): 37–57. https://doi.org/10.1134/S0013873811010040].
  7. Стекольников А. А., Корзеев А. И. 2019. Мускулатура гениталий самцов ориентальных видов сем. Lycaenidae (Lepidoptera). Трибы Lycaenisthini и Polyommatini. Энтомологическое обозрение 98 (2): 339–357. [Stekolnikov A. A., Korzeev A. I. 2019. Morphology of the male genitalia in the Oriental species of the family Lycaenidae (Lepidoptera). Tribes Lycaenesthini and Polyommatini. Entomological Review 99 (3): 1–16. https://doi.org/10.1134/S001387381903001X
  8. Стекольников А. А., Кузнецов В. И. 2005. Эволюция скелета и мускулатуры гениталий самцов в семействе голубянок (Lepidoptera, Lycaenidae). I. Секции Cupido, Glaucopsyche, Lycaenopsis, Itylos. Энтомологическое обозрение 84 (4): 738–760. [Stekolnikov A. A., Kuznetzov V. I. 2005. Evolution of skeleton and musculature of the male genitalia in the family Lycaenidae (Lepidoptera): I. The Cupido, Glaucopsyche, Lycaenopsis, and Itylos sections. Entomological Review 85 (9): 1055–1073
  9. Стекольников А. А., Лухтанов В. А., Корзеев А. И. 2013. Сопоставление сравнительно-морфологических данных с «молекулярными» филогенетическими деревьями: эволюция скелетно-мышечной системы гениталий самцов в подтрибе Polyommatina (Lepidoptera, Lycaenidae). Энтомологическое обозрение 92 (3): 517–536. [Stekolnikov A. A., Lukhtanov V. A., Korzeev A. I. 2014. Congruence between comparative morphology and molecular phylogenies: Evolution of the male genital skeletal/muscular system in the subtribe Polyommatina (Lepidoptera, Lycaenidae). Entomological Review 94 (2): 166–180. https://doi.org/10.1134/S0013873814020031
  10. Тихомиров А. М. 1979а. Филогенетические связи и классификация медведиц (Lepidoptera, Arctiidae) на основе функциональной морфологии генитального аппарата самцов. Энтомологическое обозрение 58 (1): 116–127.
  11. Тихомиров А. М. 1979б. Филогенетические связи в семействе Noctuidae (Lepidoptera) на основе функциональной морфологии генитального аппарата самцов. Труды Зоологического института АН СССР, т. 82, с. 75–99.
  12. Тихомиров А. М. 1981. Таксономическая структура семейства Notodontidae и его положение в системе чешуекрылых (Lepidoptera) с учетом функциональной морфологии гениталий дальневосточных видов. Труды Зоологического института АН СССР, т. 103, с. 62–72.
  13. Forbes W. T. M. 1939. The muscles of the lepidopterous male genitalia. Annals of the Entomological Society of America 1: 1–10.
  14. Korzeev A. I., Stekolnikov A. A. 2017. Congruence between comparative morphology and molecular phylogenies: the final stage of evolution of the skeletal characters of male genitalia in the subtribe Polyommatina (Lepidoptera, Lycaenidae). Part 2. Uncus and subunci. Entomological Review 97 (8): 1031–1047. https://doi.org/10.1134/S0013873817080024
  15. Kuznetzov V. I., Naumann C. M., Speidel W., Stekolnikov A. A. 2004. The skeleton and musculature of male and female terminalia in Oenosandra boisduvalii Newman, 1856 and the phylogenetic position of the family Oenosandridae (Insecta: Lepidoptera). SHILAP Revista de Lepidopterología 32 (128): 297–313.
  16. Lukhtanov V. A., Kandul N. P., Plotkin J. B., Dantchenko A. V., Haig D., Pierce N. E. 2005. Reinforcement of pre-zygotic isolation and karyotype evolution in Agrodiaetus butterflies. Nature 436 (21): 385–389. https://doi.org/10.1038/nature03704
  17. Nabokov V. 1945. Notes on Neotropical Plebejinae (Lycaenidae, Lepidoptera). Psyche 52 (1–2): 1–61.
  18. Pierce N. E., Braby M. F., Heath A., Lohman D. J., Mathew J., Rand D. B., Travassos M. A. 2002. The ecology and evolution of ant association in the Lycaenidae (Lepidoptera). Annual Review of Entomology 47: 733–771.
  19. Stekolnikov A. A., Korzeev A. I. 2017. The musculoskeletal system of male genitalia in Curetis bulis Westwood, 1851 (Lepidoptera, Lycaenidae: Curetinae) and Paralaxita damajanti (C. Felder et R. Felder, 1860) (Lepidoptera, Riodinidae: Nemeobiinae). Entomological Review 97 (1): 1–9. https://doi.org/10.1134/S001387381701001X
  20. Stekolnikov A. A., Korzeev A. I. 2020. Male genitalia muscles in the Afrotropical subfamily Lipteninae (Lepidoptera, Lycaenidae). Entomological Review 99 (9) (for 2019): 1239–1266.
  21. Talavera G., Lukhtanov V. A., Pierce N. E., Vila R. 2013. Establishing criteria for higher-level classification using molecular data: The systematics of Polyommatus blue butterflies (Lepidoptera, Lycaenidae). Cladistics 29: 166–192. https://doi.org/10.1111/j.1096–0031.2012.00421.x
  22. Vila R., Bell C. D., Macniven R., Goldman-Huertas B., Ree R. H., Marshall R. C., Bálint Z., Johnson K., Benyamini D., Pierce N. E. 2011. Phylogeny and palaeoecology of Polyommatus blue butterflies show Beringia was a climate-regulated gateway to the New World. Proceedings of the Royal Society. Series B: Biological Sciences 278 (1719): 2737–2744.
  23. Vila R., Lukhtanov V. A., Talavera G., Gil-T. F., Pierce N. E. 2010. How common are dot-like distributions? Taxonomical oversplitting in western European Agrodiaetus (Lepidoptera: Lycaenidae) revealed by chromosomal and molecular markers. Biological Journal of the Linnean Society 101: 130–154. 10.1111/j.1095-8312.2010.01481.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Рис. 1. Nabokovia cuzquenha (Bálint et Lamas, 1997), гениталии самца, скелет и мускулатура. 1 — гениталии, вид сбоку; 2 — правая лопасть ункуса, вид на медиальную поверхность; 3 — правая вальва и правая ветвь юксты, вид сверху. aed — эдеагус (aedeagus); al — крыловидные выросты эдеагуса (аlulae); dp. vlv — дорсальный отросток вальвы (dorsal process of valva); jx — юкста (juxta); sag — сагум (sagum); sbz — субзональная область эдеагуса (subzona); spz — супразональная область эдеагуса (suprazona); sunc — субункус (subuncus); teg — тегумен (tegumen); unc — ункус (uncus); vin — винкулум (vinculum); vlv — вальва (valvae); z — зональная область эдеагуса (zona); m1, m2(10), m4, m5(7)a, m5(7)b, m8(3), m6(5), m7(6)a, m7(6)b — мышцы гениталий.

Download (456KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Nabokovia cuzquenha (Bálint et Lamas, 1997), male genitalia, skeleton and musculature. 1 — right valva and right branch of juxta, view of medial surface; 2 — right valva and right branch of juxta, view of lateral surface; 3 — aedeagus, lateral view; 4 — aedeagus, dorsal view. For legend, see caption to Fig. 1.

Download (531KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Hemiargus hanno (Stoll, [1790]), male genitalia, skeleton and musculature. 1 — genitalia, lateral view; 2 — genitalia, parasagittal section: right valva removed, view of medial surfaces of left valva, left lobe of uncus and aedeagus from the side. For legend, see caption to Fig. 1.

Download (637KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Hemiargus hanno (Stoll, [1790]), fragments of male genitalia, skeleton and muscles. 1 — left valva, view of the medial surface; 2 — valvae, ventral side. For designations, see the caption to Fig. 1.

Download (537KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Itylos nodo (Bálint et Johnson, 1995), male genitalia, skeleton and musculature. 1 — genitalia, lateral view; 2 — tegumen and uncus, dorsal view; 3 — aedeagus and uncus, ventral view. For legend, see caption to Fig. 1.

Download (474KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Itylos nodo (Bálint et Johnson, 1995), fragments of male genitalia, skeleton and musculature. 1 — left valva and juxta, view of the medial surface; 2 — valvae, ventral side; 3 — vinculum, muscle attachment sites, anterior view. For legend, see caption to Fig. 1.

Download (549KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences