Phylogeny of the giant cockroaches of Brachycolini and a taxonomic revision of Bionoblatta Rehn, 1940 (Insecta: Blattodea: Blaberidae)

Abstract

Resumo: A taxonomia e os relacionamentos filogenéticos das baratas Neotropicais de Brachycolini assim como do gênero Bionoblatta Rehn, 1940 tem sido pouco estudada desde a primeira espécie descrita para este grupo. Entretanto, ainda que seja um táxon pouco estudado, a compreensão sore a composição e classificação da tribo tem mudado inúmeras vezes nos últimos 200 anos. Esta linhagem pode ser considerada um táxon chave para investigar a evolução de Blaberidae, devido aos muitos aspectos interessantes presentes em seus representantes como o possível comportamento social, tendências ao braquipterismo, hipertrofia dos elementos discais, e a distribuição endêmia ao Neotrópico. Os objetivos específicos deste estudo foram (1) disponibilizar uma revisão taxonômica do gênero Bionoblatta; e realizar uma análise filogenética para inferir a história evolutiva de Brachycolini. Portanto, buscou-se contribuir para o conhecimento sobre este grupo de baratas Neotropicais. Baseado em análises morfológicas comparativas, nós disponibilizamos uma revisão taxonômica abrangente para Bionoblatta, dividida em dois capítulos. No primeiro capítulo, Parahormetica hylaeceps é considerada como um sinônimo sênior de Bion mastrucatus syn. nov., e Bionoblatta hylaeceps (Miranda-Ribeiro, 1936) deve ser considerado como nome valido. No segundo capítulo Bionoblatta é revisada, assim como diagnosticada dos outros gêneros da tribo Brachyolini, a composição é atualizada, resultando em seis espécies inclusas no gênero, e Bionoblatta marcelli sp. nov. é proposta como uma nova espécie. Além disto, diagnoses, mapa de distribuição, imagens dos espécimes-tipo e de espémices-não-tipo, assim como notas sobre a história natural e variações morfológicas são disponibilizadas. No terceiro capítulo desta dissertação por meio de uma análise filogenética investigamos as relações filogenéticas de Brachycolini, baseada em 92 caracteres morfológicos codificados para 33 táxons terminais,. As análises filogenéticas foram realizadas com diferentes estratégias de busca e parâmetros, e foram realizados testes de estabilidade de ramos. Nossos resultados suportam a monofilia de Brachycolini com alta estabilidade. Brachycolini inclui oito gêneros já descritos—Brachycola Serville 1839, Bionoblatta Rehn, 1940, Hormetica Burmeister, 1839, Lucihormetica Zompro & Fritzsche, 1999, Parahormetica Brunner von Watttenwyl, 1865, Oxycercus Bolivar, 1881, Quadrihormetica Vidlicka, 2019, e Sibylloblatta Rehn, 1937—e dois gêneros para serem introduzidos como novos. As relações internas entre os táxons foram inferidas, e as implicações filogenéticas e evolucionárias sobre táxons-chave e bem suportados são discutidas

Abstract: The intricate taxonomic and phylogenetic knowledge about the Neotropical cockroaches belonging to Brachycolini as well as the genus Bionoblatta Rehn, 1940 have been poor studied, since the first described species to this taxa. However, yet it is a poor studied taxon the understanding, composition and their classification status have been changing numerous times during last almost 200 years. This lineage is a very interesting taxon to investigate the evolution of blaberids due many important aspects as the putative social behavior, trend to brachypterism, hypertrophy of diskal elements, and distribution endemic to the neotropics. The specific objectives of this project were to (1) make available a taxonomic revision of the genus Bionoblatta; and (2) perform a phylogeny analysis to infer the evolutionary history of Brachycolini. Therefore contributing to the knowledge about this Neotropical group of cockroaches. Based on a comparative morphological analysis, we provide a comprehensive taxonomic revision of the genus Bionoblatta. On first chapter Parahormetica hylaeceps is considered a senior synonym of Bion mastrucatus syn. nov., hence the valid name should be Bionoblatta hylaeceps (Miranda-Ribeiro, 1936). On second chapter Bionoblatta is reviewed and diagnosed from other Brachycolini genera, and the composition is updated resulting in the genus with six species, and Bionoblatta marcelli sp. nov. introduced as a new species. We made available diagnosis, distribution map, images of type and non-type specimens, and notes on natural history and morphological variations. On third chapter thought a phylogenetic analysis based on 92 morphological characters coded for 33 terminal taxa was investigated the relationships of Brachycolini. The phylogenetic analyses were undertaken with different search strategies and parameters, as well as tests of branch stability. Our results supports the monophyly of Brachycolini with high levels of clade stability. Brachycolini stat. rev. comprise eight already described genera—Brachycola Serville 1839, Bionoblatta Rehn, 1940, Hormetica Burmeister, 1839, Lucihormetica Zompro & Fritzsche, 1999 , Parahormetica Brunner von Watttenwyl, 1865, Oxycercus Bolivar, 1881, Quadrihormetica Vidlicka, 2019, and Sibylloblatta Rehn, 1937—and two genera waiting to be introduced. The internal relationships among taxa was inferred, and evolutionary and systematics implications on key and well-supported taxa are discussed