Head structures of Karoophasma sp. (Hexapoda, Mantophasmatodea) with phylogenetic implications

Authors


  • 1

    The term ‘lower neopteran’ orders (or ‘lower Neoptera’) is used for convenience here as suggested by Kristensen (1991). The informal group with unclear monophyly comprises Plecoptera, Dictyoptera, Phasmatodea, Orthoptera, Mantophasmatodea, Grylloblattodea, Dermaptera, Embioptera and also Zoraptera following some authors.

Author's address: Eileen Baum, Entomology Group, Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Erbertstraße 1, 07743 Jena, Germany. E-mail: eileen.baum@gmx.de

Abstract

External and internal head structures of adults of Karoophasma sp. were examined and described. The results are compared with conditions found in other representatives of Mantophasmatodea and members of other lower neopteran groups. The X-shaped apodeme of the frons, the unpigmented oval area enclosed by apical branches of the anterior tentorial arms, the oval sclerotisation at the base of the labrum, the sclerotized rounded apical part of the galea, and the loss of M. labroepipharyngalis are probably autapomorphic for Mantophasmatodea. Plesiomorphic features (groundplan of Neoptera) are the orthognathous condition, the absence of parietal ridges, the absence of a gula, the absence of a ‘perforation of the corpotentorium’, the multisegmented antennae inserted between the compound eyes, the general arrangement of the mouthparts, the shape and composition of the maxillae and labium, and the nearly complete set of muscles. The presence of a transverse muscle connecting the antennal ampullae is a potential synapomorphy of Orthoptera, Phasmatodea and Dictyoptera. Character states suggesting affinities with Grylloblattodea are the absence of ocelli, the elongation of the corpotentorium, and the very similar mandibles with widely separated bases and completely reduced molae. Whether predacious habits are a synapomorphic feature of Mantophasmatodea and Grylloblattodea is uncertain. The retained orthognathous condition in Mantophasmatodea and Mantodea is likely related with different specialized preying techniques in both groups, i.e. rapid forward pushes of the head–prothorax complex, and the use of raptorial legs, respectively.

Zusammenfassung

Äußere und innere Kopfstrukturen von Imagines von Karoophasma sp. wurden untersucht und beschrieben. Die Ergebnisse wurden mit Befunden bei anderen Vetretern der Mantophasmatodea und bei potentiell nah verwandten Gruppen verglichen. Das x-förmige Frontalapodem, die unpigmentierten, von apikalen Ausläufern der vorderen Tentorialarme abgegrenzten ovalen Felder, die ovale Sklerotisation an der Basis des Labrum, der sklerotisierte, abgerundete Apikalteil der Galea und der Verlust von M. labroepipharyngalis sind wahrscheinlich Autapomorphien der Mantophasmatodea. Plesiomorphe Merkmale (Grundplan der Neoptera) sind die Orthognathie, das Fehlen von Parietalleisten, einer Gula und einer ‘Perforation des Corpotentorium’, die zwischen den Komplexaugen inserierenden vielgliedrigen Antennen, die Anordnung der Mundwerkzeuge, die Form und Zusammensetzung der Maxillen und des Labiums, und der nahezu vollständige Satz von Kopfmuskeln. Das Vorhandensein eines transversalen Muskels, der die Antennenampullen verbindet, ist eine potentielle Synapomorphie der Orthoptera, Phasmatodea und Dictyoptera. Er fehlt bei den Mantophasmatodea. Apomorphe Merkmale, die ein Schwestergruppenverhältnis mit den Grylloblattodea nahelegen, sind das Fehlen von Ocellen, die Verlängerung des Corpotentorium und die sehr ähnlichen, an der Basis weit voneinander getrennten Mandibeln ohne Mola. Ob die räuberische Lebensweise der Mantophasmatodea und Grylloblattodea eine Synapomorphie darstellt, ist unklar. Die bei den Mantophasmatodea und Mantodea beibehaltene Orthognathie ist wahrscheinlich bei beiden Gruppen mit unterschiedlichen, spezialisierten Jagdtechniken korreliert, mit schnellen Vorstößen des Kopf–Prothorax–Komplexes einerseits, und mit dem Einsatz von spezialisierten Fangbeinen andererseits.

Ancillary