Flying jewels : Taxonomy and distribution of Northern European cuckoo wasps (Hymenoptera : Chrysididae)

Abstract

Cuckoo wasps (Chrysididae) include more than 2500 described species, all of which are parasitoids or kleptoparasites of other insects, predominantly solitary wasps and bees. They favor warm, dry and sunny habitats, and their bodies are typically highly sculptured with bright metallic colours. About 490 species are currently known in Europe, but the actual number of species is estimated at 550-600.

The objectives of this study were to: 1) to determine which species of cuckoo wasp occur in Northern Europe, i.e. Fennoscandia, Denmark and the Baltic countries, 2) to assess their valid names according to the International Code of Zoological Nomenclature, 3) to present an identification key for all species, based on morphological characters and 4) to study their distribution, abundance and long-term population trends.

The structure, distribution, and abundance of cuckoo wasps were studied on the basis of museum and private collections, and also all published data of Northern European taxa were compiled. The validity and phylogeny of the morphologically similar species of the Chrysis ignita group were investigated by analyzing their mitochondrial DNA. The population trends of Finnish cuckoo wasps were assessed by studying changes in the occupancy of 10 x 10 km grid squares between two periods, 1840–1967 and 1968–2015. Comparative analysis was performed to investigate the correlation between the population trends and shared species traits.

A total of 74 cuckoo wasp species were found in the study area, four of which were new to Northern Europe, and one, Chrysis borealis Paukkunen, Ødegaard & Soon, 2015, also new to science. Cleptes striatipleuris Rosa, Forshage, Paukkunen & Soon, 2015 was described from Central Europe. Chrysis terminata Dahlbom, 1854 represented the valid name for C. ignita Form A, and Cleptes semiauratus (Linnaeus, 1761) was re-established as a senior synonym of Cleptes pallipes Lepeletier, 1806. Two new synonyms were also found.

Mitochondrial DNA sequences supported the validity of the most previously recognized species of the Chrysis ignita group and additionally suggested the existence of several cryptic species. Decreasing populations were found in 11 Finnish cuckoo wasp species, while significant increases were not observed for any species. Scarce and small-sized species that are dependent on sun-exposed dead wood had declined more than abundant and large-sized species that live in open sandy habitats.

This study provides a solid basis for the taxonomy of Northern European cuckoo wasps and facilitates species identification with an illustrated determination key. The declining populations of many species indicate that cuckoo wasps are vulnerable to human-induced environmental changes and conservation measures are needed for their preservation.

Kultapistiäisiin (Chrysididae) kuuluu yli 2500 kuvattua lajia, jotka ovat kaikki muiden hyönteisten, pääasiassa erakkoampiaisten ja -mehiläisten, loispetoja tai pesäloisia. Ne suosivat lämpimiä, kuivia ja aurinkoisia elinympäristöjä ja ovat ulkonäöltään yleensä tunnusomaisen vahvarakenteisia, värikkäitä ja metallinhohtoisia. Euroopasta tunnetaan nykyisin noin 490 lajia, mutta lajien todelliseksi määräksi on arvioitu 550–600.

Tämän tutkimuksen tavoitteina oli 1) kartoittaa, mitkä kultapistiäislajit esiintyvät Pohjois-Euroopassa eli Fennoskandiassa, Tanskassa ja Baltian maissa, 2) selvittää niiden voimassa olevat ja nimistösääntöjen mukaiset nimet, 3) valmistella koko lajiston kattava morfologisiin tuntomerkkeihin perustuva määrityskaava sekä 4) tutkia lajien levinneisyyttä, runsautta ja pitkän aikavälin kannankehitystä.

Kultapistiäisten rakennetta, levinneisyyttä ja runsautta tutkittiin museo- ja yksityiskokoelmien aineistojen avulla ja kaikki Pohjois-Euroopan lajistosta julkaistut havainnot koottiin yhteen. Morfologisesti samankaltaisten Chrysis ignita -ryhmän lajien asemaa ja sukulaisuussuhteita selvitettiin mitokondriaalisen DNA:n avulla. Suomalaisten kultapistiäisten kannankehitystä arvioitiin vertailemalla muutoksia asutettujen neliöpeninkulmaruutujen (10 x 10 km) osuudessa kahden ajanjakson, 1840–1967 ja 1968–2015, välillä. Lisäksi analysoitiin lajien kannankehityksen ja lajiominaisuuksien välistä yhteyttä.

Tutkimusalueelta löytyi yhteensä 74 kultapistiäislajia, joista neljä oli Pohjois-Euroopalle uusia ja yksi, Chrysis borealis Paukkunen, Ødegaard & Soon, 2015, myös tieteelle uusi. Laji Cleptes striatipleuris Rosa, Forshage, Paukkunen & Soon, 2015 kuvattiin uutena Keski-Euroopasta. Nimen Chrysis terminata Dahlbom, 1854 todettiin olevan Chrysis ignita Form A:n validi nimi, ja Cleptes pallipes Lepeletier, 1806 palautettiin lajin Cleptes semiauratus (Linnaeus, 1761) nuoremmaksi synonyymiksi. Lisäksi löydettiin kaksi uutta synonyymiä.

Mitokondriaaliset DNA-sekvenssit tukivat useimpien aiemmin tunnistettujen Chrysis ignita -ryhmän lajien lajiasemaa ja lisäksi antoivat viitteitä useiden kryptisten lajien olemassaolosta. Kaikkiaan 11 kultapistiäislajin todettiin vähentyneen Suomessa, kun taas yhdenkään lajin ei havaittu runsastuneen tilastollisesti merkitsevästi tarkasteltujen ajanjaksojen välillä. Vähälukuiset ja pienikokoiset lajit, jotka ovat riippuvaisia paahteisesta kuolleesta puuaineksesta, vähentyivät enemmän kuin runsaat ja suurikokoiset lajit, jotka elävät avoimissa hiekkapohjaisissa elinympäristöissä.

Tutkimus muodostaa taksonomisen perusselvityksen Pohjois-Euroopan kultapistiäislajistosta ja helpottaa lajien tunnistusta kuvitetun määrityskaavan avulla. Useiden lajien vähentyvät kannat osoittavat, että kultapistiäiset ovat herkkiä ihmisen aiheuttamille ympäristönmuutoksille ja suojelutoimia tarvitaan niiden säilyttämiseksi.