Biologische und morphologische Untersuchungen über Brachycaudus spiraeae (Oestl.) C. B., einer an Spiräen schädlichen Blattlaus (Homoptera: Aphididae)
Authors: Iglisch Ingram 
Published: July 2010

Der Lebenszyklus von Brachycaudus spiraeae (Oestl.) C. B. konnte erstmalig vollständig beobachtet werden. Dabei wurde festgestellt, daß sich die bisher noch unbekannten spätsommerlichen Generationen und die Sexuales gleichfalls auf Spiraea salicifolia L. entwickeln. Ein Wirtswechsel der sommerlichen Generationen auf andere Wirtspflanzen war nicht nachzuweisen. Der Lebenszyklus von B. spiraeae kann auch auf Spiraea vanhouttei (Briot) Zab. und auf S. arguta Zab. vollständig ablaufen. Spiraea bumalda “Anthony Waterer” wird nur kurzfristig als Wirtspflanze angenommen. An den drei als Wirtspflanzen geeigneten Spiräenarten verursacht der Speichel von B. spiraeae starke Blatt‐ und Triebverkrümmungen. Bei Spiraea vanhouttei kann es zum Absterben der Spitze des Jungtriebes kommen.

Es wird auf die Methode der morphologischen Untersuchung von Blattläusen im destillierten Wasser und auf die Anfertigung von Zeichnungen nach plastisch vorliegenden Exemplaren hingewiesen. Mit Hilfe dieser Methode ist es möglich, die natürliche Körperform und jedes systematisch wichtige Detail des Körpers der Blattläuse zu erkennen.

Einige der von Börner (1930) zur Unterscheidung der Gattungen der Subtribus Brachycaudina C. B. aufgestellten Merkmale erwiesen sich bei der Überprüfung als ungeeignet. Hierzu zählt das Merkmal der Verteilung der marginalen Tuberkel, das der Anzahl der Borsten am Pronotum und das der sekundären Rhinarien am dritten Fühlerglied des ungeflügelten Imaginal‐stadiums der Virgo. Als zur Trennung der Gattungen geeigneter stellten sich Merkmale der Junglarve wie das Merkmal der Verteilung der pleuralen Borsten und das der Anzahl der Sensorien (beim Imaginalstadium der Virgo das der Anzahl der Sinnesstifte) zwischen den beiden Borsten des ersten Fußgliedes der drei Beine heraus. Es konnte nachgewiesen werden, daß die Anzahl der Sensorien am ersten Fußglied der drei Beine bei der Junglarve und die der Sinnesstifte beim Imaginalstadium der ungeflügelten Virgo für die Unterscheidung der Gattung Appelia C. B. von der Gattung Brachycaudus van der Goot durchaus benutzt werden kann.

Die Sensorien zwischen den Borsten am ersten Fußglied der drei Beine, sind als larvale Sinnesorgane zu bezeichnen. Da sie nach der ersten Häutung durch Sinnesstifte ersetzt werden, kommen sie ausschließlich der Junglarve zu.

Es wird für Blattläuse erstmalig auf die systematische Bedeutung der Länge des distalen starren Teils des zweiten Rüsselgliedes vom ersten Larven‐ und vom Imaginalstadium der ungeflügelten Virgo hingewiesen. Am Beispiel von B. spiraeae konnte gezeigt werden, daß der Rüssel im Verlauf der postembryonalen Entwicklung fast allein durch das Wachstum des zweiten Gliedes an Länge zunimmt, und daß sich die Länge der Glieder III und IV kaum verändert.

Als ein für die Trennung von Blattlausarten bisher wenig beachtetes Merkmal konnte die prozentuale Häufigkeit der Anzahl der marginalen Borsten pro Abdominalsegment der beiden Körperseiten festgestellt werden. Die Anzahl der marginalen Borsten kann bereits bei Morphen einer Art verschieden sein wie es für B. spiraeae bei der ungeflügelten Virgo und beim Männchen der Fall ist.

Der Genitalbereich des weiblichen Geschlechtstieres unterscheidet sich von dem der ungeflügelten Virgo durch eine größere Anzahl von Gonochaeten. Der Genitalapparat des Männchens zeigt mehrere Merkmale, die vermutlich zur Charakterisierung der Art dienen können. Zu diesen Merkmalen zählt die Art und die Stärke der Chitinisierung des basalen Teils des Penis, die Anzahl der Borsten an diesem Penisteil und die Gestalt der Parameren. Die Parameren der Aphidien scheinen allgemein in Reduktion begriffen zu sein. Für B. spiraeae wird vermutet, daß die Parameren zusammen mit den chitinisierten, schalenartigen Gebilden, an deren Grund sie entspringen, während der Kopulation als Haftorgane dienen.

The hitherto not well known life cycle of Brachycaudus spiraeae (Oestl.) C. B. could be fully described in all its phases. It was possible to prove that the previously unknown late summer generations and the sexuales can also develop on Spiraea salicifolia L. The summer generations do not migrate from their special host plants to other shrubs, except for B. spiraeae, which settles and multiplies on Spiraea vanhouttei (Briot) Zab. and on S. arguta Zab., but is unable to live on Spiraea bumalda ‘Anthony Waterer’ for more than a few days. The spring and the summer generations of B. spiraeae cause strong malformations on shoots of the three Spiraea species. The saliva of these aphids is so injurious that it can cause the tips of young shoots of S. vanhouttei to wither completely.

Through the examination of cleared aphid specimens temporarily “mounted” in destined water, it is easy to recognize and draw taxonomically essential details, which in slides were often overlooked. It is recommended to make use of this method of studying plastic specimens to avoid mistakes that may result from deformations caused by inbedding methods.

The morphological characteristics of the genera (or subgenera) within the subtribus Brachycaudina C. B. given by Börner (1930) were cheked, and it was possible to establish that the following characteristics do not lend themselves for the distinction of the genera: The distribution of the marginal tubercles, the number of hairs on the prothorax and the presence of secondary rhinaria on the 3rd antennal segment of the apterous viviparous female. For the seperation of genera or subgenera some characteristics of the first instar larva were found usefull as taxonomic marks. These are: the typical distribution of the pleural hairs, and the number of the sensoria (or that of the sensory setae of the second instar larva up to the imago) between the two hairs on the first tarsal joint (metatarsus) of the three legs. For the distinction of the two genera, Appelia C. B. and Brachycaudus van der Goot, the number of these sensoria (or sensory setae) is fixed and can be used as a distinguishing character.

The sensoria between the two hairs on the first tarsal joint of the three legs are typical for the first larvae instar only, while after moulting, these sensoria are always be replaced by sensory setae.

It was possible to demonstrate, that the second segment of the rostrum differs in length in the different aphid species, which fact may be of systematic taxonomic importance. The length of the hardened distal part of this segment seems to show the main differences. For instance, on B. spiraeae it could be shown, that the whole rostrum becomes longer during the development, only because of the growing of this hardened distal part of the second segment. The change in length of the 3rd and 4th segment of the rostrum may or may not take place.

For the distinction of aphid species, the percentage of frequency of the number of marginal hairs on the two sides of abdominal segments can be used. Various morphs of one species bear often different numbers of these marginal hairs. For example, the apterous viviparous female and the male of B. spiraeae show differences in marginal chaetotaxy of the abdomen.

The genitalia of the ovipara differs from that of the apterous viviparous female only by a higher number of gonochaetes. The genital complex of the male present more singularities which are presumably helpful for the distinction of the aphid species. These characteristics include the way and extent of chitinisation, and the number of hairs of the proximal part of the penis, and the shape of the parameres. The comparatively few studies of the genital organs of the aphids I have examined till now, suggest a general tendency towards a gradual reduction of the parameres in aphids, and that the parameres together with the chitinised husks on which they are inserted serve as fixing organs in B. spiraeae during the copulation.