On the evolution of the tymbalian tymbal organ: Comment on “Planthopper bugs use a fast, cyclic elastic recoil mechanism for effective vibrational communication at small body size” by Davranoglou et al. 2019

Abstract

In ihrer kürzlich erschienenen Arbeit (Davranoglou et al. 2019) untersuchten die Autoren an lebenden Exemplaren von Agalmatium bilobium (Issidae) mit modernsten Methoden (microCT) die Interaktionen zwischen Muskulatur und bestimmten Anteilen des Exoskeletts zur Vibrationserzeugung und beschreiben deren biomechanische Grundlage. Auf der Basis des morphologischen Vergleichs mit Museumsmaterial von Vertretern der meisten Taxa der Fulgoromorpha (Spitzkopfzikaden) im Familienrang postulieren Davranoglou et al. (2019), ein „neues und bisher übersehenes“ Organ entdeckt zu haben, das sie als „snapping organ“ bezeichnen und als charakteristisch für die Fulgoromorpha (mit Ausnahme der Delphacidae) interpretieren. Wir sehen diese Ergebnisse aus folgenden Gründen kritisch: 1. In ihrer umfassenden Übersicht zu den vibrationserzeugenden Organen der Hemiptera stellten Wessel et al. (2014) die Hypothese auf, dass sich alle bisher bekannten Strukturen zur Schall- und Vibrationserzeugung auf ein Organ zurückführen lassen, das mit hoher Wahrscheinlichkeit bei der Stammart aller Hemipteren oberhalb der Sternorrhyncha vorhanden war, und eine Synapomorphie dieses Taxons, der sog. Tymbalia (Wessel et al. 2014), darstellt. Da aufgrund der morphologischen Disparität des Organs in den einzelnen Taxa die Homologieverhältnisse schwierig zu beurteilen sind, stellten Wessel et al. (2014) Kriterien für das „Tymbal der Tymbalia“ auf. Das sogenannte „snapping organ“ erfüllt alle Kriterien dieses Tymbal-Organes. Die Einführung eines neuen Begriffes für eine bestimmte Struktur in einer langen und komplexen Kette evolutionärer Transformationen ist daher unnötig, wenn nicht sogar irreführend. Wir empfehlen daher dringend, in zukünftigen Arbeiten den Begriff „tymbalian tymbal organ with a snapping mechanism“ zu verwenden. 2. Die Grundannahme von Davranoglou et al. (2019), dass – im Gegensatz zum neu entdeckten „snapping organ“ der Fulgoromorpha – allen Cicadomorpha ein „tymbal-ähnliches Or-gan“ gemeinsam sei, ist zu stark vereinfacht und vernachlässigt die enorme Vielfalt der Ausprägungen des Tymbals bei Nicht-Singzikaden innerhalb der Cicadomorpha. In Anbetracht der verfügbaren Studien scheint es daher zweifelhaft, dass sich die vibrationserzeugenden Strukturen dreimal unabhängig voneinander entwickelt haben sollen, wie es die phylogenetische Interpretation bei Davranoglou et al. (2019: Abb. 3) suggeriert