An investigation of the roof of the genital chamber in female plant-bugs with special emphasis on the “dorsal sac” (Hemiptera: Heteroptera: Miridae)

Summary

In Miridae, the roof (dorsal wall) of the female genital chamber (bursa copulatrix) is often neglected in taxonomic studies, rarely represented in its entirety and its importance is usually underestimated. It contains several organs that are relevant for taxonomy and phylogeny, namely the ringed glands (parieto-vaginal glands) encircled by the widely used sclerotized rings, the spermathecal gland (vermiform gland), and the lateral oviducts; it may also display various “dorsal sacs” or pouches and other poorly known structures. The comparison of 24 species belonging to seven mirid subfamilies, and various additional literature data, suggest that the general architecture of the roof and the topographic relations of its different organs may be used to ascertain relationships of higher taxa. Information is mainly provided on the “dorsal sac”, i.e. a very variable pouch-like structure usually medially located in the vicinity of the lateral oviducts and the spermathecal gland. The dorsal sac is derived from the roof of the genital chamber, i.e. is a differentiation of the vaginal wall, and cannot be derived from the common oviduct as claimed by several authors. Apparently, the common oviduct does not exist in Miridae. A dorsal sac, variously shaped, occurs within most subfamilies examined (Cylapinae, Orthotylinae, Phylinae, Bryocorinae, Deraeocorinae, Mirinae). Some representatives of the tribe Mirini and Stenodemini (Mirinae) exhibit two types of dorsal sac. The subfamily Isometopinae as well as some species in each of the other subfamilies examined seem to be devoid of dorsal sac. Apparently, dorsal sacs are adaptive pouches which receive and lodge some parts of the phallus during copulation. At species level, the dorsal sac is informative in providing diagnostic characters. At supraspecific levels (genus, tribe, subfamily) the dorsal sac must be examined jointly with other equally informative structures of the roof: architecture of the sclerotized rings; location of the spermathecal gland; location, length and aspect of the lateral oviducts; aspect and size of the infoldings of the lateral margins of the genital chamber (mainly in Phylinae and Orthotylinae); shape of the genital chamber in dorsal view; and the presence, aspect and size of the paired lateral apodemes of the genital chamber.

Résumé. Investigations sur le plafond de la chambre génitale femelle des Miridae, avec une attention particulière pour le « sac dorsal » (Hemiptera : Heteroptera). Chez les Miridae, le plafond (paroi dorsale) de la chambre génitale (bourse copulatrice) de la femelle est encore peu souvent examiné en taxonomie, rarement représenté dans son ensemble, et son importance est généralement sous-estimée. Il reçoit pourtant plusieurs organes utiles en taxonomie et phylogénie, à savoir : les « ringed glands » (glandes pariéto-vaginales) entourées par un anneau sclérifié, la glande spermathécale (glande vermiforme), les oviductes latéraux ; il peut aussi former une poche dite « sac dorsal » et d’autres structures peu connues. La comparaison de 24 espèces représentant sept sous-familles de Miridae, ainsi que diverses données de la littérature suggèrent que l’architecture générale du plafond et les relation topographiques des différents organes peuvent être utilisées pour établir des relations de parenté entre taxons au rang de sous-famille ou de tribu. Des informations sont données sur le « sac dorsal », poche membraneuse très variable souvent située à proximité des oviductes latéraux et de la glande spermathécale. Le sac dorsal qui est une différenciation de la paroi du plafond est d’origine vaginale et ne peut être formé par l’oviducte commun ainsi que le prétendent plusieurs auteurs. Apparemment, l’oviducte commun n’existe pas chez les Miridae. Un sac dorsal de formes très diverses existe dans la plupart des sous-familles examinées (Cylapinae, Orthotylinae, Phylinae, Bryocorinae, Deraeocorinae, Mirinae). Quelques représentants des tribus Mirini et Stenodemini (Mirinae) possèdent deux types de sac dorsal. Les Isometopinae, ainsi que diverses espèces dans chaque sous-famille examinée, sont dépourvus de sac dorsal. Selon toute apparence, le sac dorsal est une structure adaptative recevant tout ou partie du phallus pendant l’accouplement. Au niveau espèce, le sac dorsal fournit des caractères diagnostiques. Au niveau supra-spécifique (genre, tribu, sous-famille) le sac dorsal doit être examiné avec les autres structures du plafond tout aussi informatives : architecture des anneaux sclérifiés, emplacement de la glande spermathécale, longueur et aspect des oviductes latéraux, aspect et dimensions du repli des marges latérales de la chambre génitale (chez les Phylinae et Orthotylinae), forme de la chambre génitale en vue dorsale, présence, aspect et dimensions des apodèmes musculaires latéraux de la chambre génitale.

Keywords:

• Miridae
• female genitalia
• genital chamber
• dorsal sac
• diagnostic characters
• compared anatomy

Acknowledgments

We are very grateful to Michael D. Schwartz and Thomas Henry who kindly corrected the English language, to Frédéric Chérot and Pavel Štys who made useful comments on a first draft of the manuscript and to an anonymous reviewer.