Morphologie, funktion und evolution der Tergithöcker bei landisopoden (Oniscoidea, Isopoda, Crustacea)

Summary

Based on a morphological and functional analysis of the tergal tubercles of the desert woodlouse Hemilepistus reaumuri, 12 types of morphologically and/or functionally different tergal tubercles in terrestrial isopods were investigated.

Morphological investigation of Hemilepistus reaumuri showed that the number of tubercles remains constant during ontogeny and that the individuality of the tuberculation as a whole is unaffected by the moult. The morphogenesis of a single tubercle is brought about by locally increased mitotic rates of the epidermis cells.

In Hemilepistus reaumuri the tubercles function as a digging device.

For the other 11 types of tuberculation the morphology of the single tubercles and their arrangement on the tergites are analyzed. For Oniscus, Porcellio, Ligia oceanica, the granulated species of Armadillidium, and Bathytropa granulata an increased resistance to bending of the tergites is considered as the mechanical function of the tubercles. In Ligia oceanica and the species of Armadillidium this mechanical function serves primarily to increase the effectiveness of a clinging behavior as protection against predators. In Oniscus and Porcellio the primary purpose is to avoid too much water loss by transpiration. In species which can roll up into a ball, such as Pentheus tuberculatus and Polyacanthus aculeatus, the tuberculation has been transformed into an apparatus for protection from predators according to the hedgehog principle. In Stegosauroniscm an increase of the diameter is achieved by the tubercles; this probably also serves as a means of avoiding certain predators. The mechanical function of the ridges in Haplophthalminae, some Bathytropa- and Platyarthrus-species and Buddelundiella could not be found; from a biological point of view the ridges seem to form part of a defense system.

Finally the author analyzes the ecological steps that were undertaken by isopods in the course of their conquest of the land and the role the tergal tubercles played in this process.

Zusammenfassung

Ausgehend von einer morphologischen and funktionellen Analyse der Tergithöcker bei der Wüstenassel Hemilepistus reaumuri wurden 12 in morphologischer und/oder funktioneller Hinsicht verschiedene Formen von Tergithöckerung bei Landisopoden untersucht.

Die morphologische Untersuchung von Hemilepistus erbrachte, daß die Zahl der Höcker während der Ontogenese konstant bleibt and daß die Individualität der Höckerung über die Häutung hinweg gewahrt bleibt. Die Morphogenese der Höcker wird durch vermehrte Teilungen der Epidermiszellen im Höckerbereich bewirkt.

Die Funktion der Höcker bei Hemilepistus reaumuri und den anderen Hemilepistus-Arten ist die eines Grabapparates.

Von den übrigen 11 Höckerungs-Typen wurde die Morphologie der einzelnen Höcker und ihre Verteilung auf den Tergiten dargestellt. Als Funktion der Höcker von Oniscus, Porcellio, Ligia oceanica, den gehöckerten Armadillidium Arten and Bathytropa granulata wird eine mechanische Steigerung der Biegefestigkeit der Tergite erachtet, die im Falle von Ligia oceanica und den Armadillidium-Arten dem Feindschutz mit Hilfe eines Anklammerverhaltens dient, wogegen bei Oniscus and Porcellio in erster Linie durch ein Anpreßverhalten ein zu hoher Wasserverlust durch Transpiration vermieden wird. Bei Arten mit Einrollungsvermögen wie Pentheus tuberculatus und Polyacanthus aculeatus wurde die Höckerung zu einem Feindschutzapparat nach dem Igel-Prinzip umfunktioniert; bei Stegomuroniwus wird durch die Höcker eine Vergrößerung des Maximal-Durchmessers erreicht, die wahrscheinlich ebenfalls einen Feindschutz bewirkt. Die mechanische Funktion der Rippen von Haplophthalminae, einiger Bathytropa-und Platyarthrus-Arten Bowie von Buddelundiella konnte nicht geklärt werden; in biologischer Hinsicht scheinen these Rippen jedoch ebenfalls einen Teil eines effektiven Feindabwehrsystems darzustellen.

In einer Schlußbetrachtung werden die einzelnen ökologischen Schritte der Landeroberung der Isopoden und ihre Beziehungen zur Tergithöckerung dargestellt.