Radiation of gall midges (Diptera: Cecidomyiidae) in Japan

Abstract

Based on literature surveys and morphological and DNA sequencing data, we examined patterns of host association at the generic level for the Japanese gall midges. Many examples of association of a gall midge genus with a particular host plant genus are known. We found that associations exist between Rabdophaga and Salix, Hartigiola and Fagus, Rhopalomyia and Artemisia, and Daphnephila and Machilus, whereas the host range of some large genera, such as Asphondylia, Contarinia, Dasineura, and Lasioptera spans different plant families. Most Rabdophaga and some Rhopalomyia species seem to have colonized the Japanese Archipelago after radiation in the Eurasian Continent. Daphnephila came to Japan from the Oriental Region where they radiated on Machilus. Most Fagus gall midges seem to have diversified on relic Fagus species in the eastern Palearctic Region. Some Hartigiola species appear to have radiated in the Japanese Archipelago. Although Asphondylia has a wide host range at the generic level, most Japanese Asphondylia species and segregates are close to each other genetically, which means they are now spreading to various plant genera. Basierend auf Literaturrecherchen, morphologischen und DNA-Sequenz-Daten untersuchen wir die Muster der Wirtsassoziationen für japanische Gallmücken auf dem Gattungsniveau. Es sind viele Beispiele für Assoziationen von Gallmückengattungen mit bestimmten Wirtspflanzengattungen bekannt. Wir fanden, dass Assoziationen zwischen Rabdophaga–Salix, Hartigiola–Fagus, Rhopalomyia–Artemisia und Daphnephila–Machilus bestanden, während die Wirtsspanne von einigen großen Gattungen wie Asphondylia, Contarinia, Dasineura und Lasioptera verschiedene Pflanzenfamilien einschließen. Die meisten Rabdophaga- und Rhopalomyia-Arten scheinen das japanische Archipel nach einer Radiation auf dem eurasischen Kontinent besiedelt zu haben. Daphnephila kam aus der orientalen Region nach Japan, wo sie einer Radiation auf Machilus unterlag. Die meisten Fagus-Gallmücken scheinen sich auf Fagus-Reliktarten der östlichen palaearktischen Region diversifiziert zu haben. Einige Hartigiola-Arten scheinen auf dem japanischen Archipel einer Radiation zu unterliegen. Obwohl Asphondylia eine große Wirtsspanne auf dem Gattungsniveau hat, sind sich die meisten japanischen Asphondylia-Arten und -Segregationen genetisch ähnlich, was bedeutet, dass sie sich jetzt auf verschiedene Pflanzengattungen ausbreiten.