Pigments of Scale Insects (Homoptera: Coccinea) in the World Fauna and Their Importance for Dyeing Industry

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article considers in detail the natural diversity of coccid pigments and dyes in all 18 extant families of the world fauna: Margarodidae s.l., Ortheziidae, Phenacoleachiidae, Xenococcidae, Pseudococcidae s.l., Eriococcidae, Kermesidae, Dactylopiidae, Micrococcidae, Asterolecaniidae s.l., Conchaspididae, Phoenicococcidae, Diaspididae, Beesoniidae, Stictococcidae, Aclerdidae, Coccidae and Kerriidae. Particular attention is paid to poorly known genera and species that were presumably involved in dyeing trades in different regions of the world during different historical periods. Some species are illustrated with color photographs. The chemical structure of coccid pigments and related insect groups is briefly discussed based on available literature data.

About the authors

I. A. Gavrilov-Zimin

Vavilov Institute for the History of Science and Technology, Russian Academy of Sciences; Zoological Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: coccids@gmail.com
St. Petersburg, Russia; St. Petersburg, Russia

References

  1. Борхсениус Н.С. Подотряд червецы и щитовки (Coccoidea). Семейство подушечницы и ложнощитовки (Сoccidae) // Фауна СССР. Нов. сер. № 66. Насекомые хоботные. Т. 9. М.-Л.: АН СССР, 1957. 493 с.
  2. Гаврилов И.А. К фауне и систематике кокцид (Homoptera, Coccinea) средней полосы европейской части России // Энтомол. обозр. 2003. Т. 82 (1). С. 106–115.
  3. Данциг Е.М. Кокциды Дальнего Востока СССР (Homoptera, Coccinea) c анализом филогении кокцид мировой фауны. Л.: Наука, 1980. 368 с.
  4. Данциг Е.М. Подотряд кокциды (Homoptera, Coccinea). Семейства Phoenicoccidae и Diaspididae // Фауна России и сопредельных стран. Нов. сер. № 144. Насекомые хоботные. СПб: Наука, 1993. 453 с.
  5. Данциг Е.М., Гаврилов-Зимин И.А. Псевдококциды (Homoptera: Coccinea: Pseudococcidae) Палеарктики. Ч. 1. Подсемейство Phenacoccinae // Фауна России и сопредельных стран. Нов. сер. № 148. Насекомые хоботные. СПб: ЗИН РАН, 2014. 678 с.
  6. Данциг Е.М., Гаврилов-Зимин И.А. Псевдококциды (Homoptera: Coccinea: Pseudococcidae) Палеарктики. Ч. 2. Подсемейство Pseudococcinae // Фауна России и сопредельных стран. Нов. сер. № 149. Насекомые хоботные. СПб: ЗИН РАН, 2015. 619 с.
  7. Нарзикулов М.Н. Тли (Homoptera, Aphididae) Таджикистана и сопредельных республик Средней Азии // Фауна Таждикской ССР. Т. IX. Вып. I. Душанбе: АН ТаджССР, 1962. 272 с.
  8. Тер-Григорян М.А. Червецы и щитовки (Coccoidea). Мучнистые червецы (Pseudococcidae) // Фауна Армянской ССР. Насекомые хоботные. Ереван: АН АрмССР, 1973. 246 с.
  9. Хакимова Н. Новые и традиционные красители в производстве тканей Абра Худжанда // Уч. записки Худжандского гос. ун-та им. акад. Б. Гафурова. Сер. гум.-общ. наук. 2011. № 3 (27). С. 136–142.
  10. Ященко Р.В. Исторические сведения об использовании червецов рода Porphyrophora Brandt (Coccinea, Margarodidae) в карминном промысле и медицине, а также возможности их применения в этнографических исследованиях // Teth. Entomol. Res. 2000. Т. 2. С. 17–24.
  11. Ященко Р.В., Амбарцумян А.А. О проблеме кармина с точки зрения энтомолога и филолога // Teth. Entomol. Res. 1999. Т. 1. С. 47–58.
  12. Ali N. Colourants made from aphids and ivy gum // Heritage Science. 2018. V. 6 (38). P. 1–14.
  13. Allevi P., Mario A., Pierangela C. et al. The first total synthesis of carminic acid // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1991. V. 18. P. 1319–1320.
  14. Amar Z., Gottlieb H., Varshavsky L. et al. The scarlet dye of the holy land // BioScience. 2005. V. 55 (12). P. 1080–1083.
  15. Balachowsky A.S. Les cochenilles du continent Africain Noir. V. 1. Aspidiotini (1ère partie) // Annales du Musée Royal du Congo Belge, N.S. 1956. V. 3. P. 1–145.
  16. Balachowsky A.S. Les cochenilles du continent Afri- cain Noir. V. 2. Aspidiotini (2me partie). Odonaspidini et Parlatorini // Annales du Musée Royal du Congo Belge, N.S. 1958. V. 4. P. 145–356.
  17. Banks H.J. Physiology and biochemistry // Armored scale insects, their biology, natural enemies and control / Ed. D. Rosen. Amsterdam: Elsevier, 1990. 384 p.
  18. Banks H.J., Cameron D.W. Polyhydroxyanthraquinones from the insect Eriococcus coriaceus // J. Chem. Soc. D Chem. Comm. 1970. P. 1577–1578.
  19. Banks H.J., Cameron D.W. Phenolic glycosides and pterins from the Homoptera // Insect Biochem. 1973. V. 3. P. 139–162.
  20. Banks H.J., Cameron D.W., Raverty W.D. Chemistry of the Coccoidea. II. Condensed polycyclic pigments from two Australian pseudococcids (Hemiptera) // Austral. J. Chem. 1976a. V. 29. P. 1509–1521.
  21. Banks H.J., Cameron D.W., Edmonds J.S., Raverty W.D. Chemistry of Coccoidea. III. Isolation of a bianthrone glucoside from Callococcus acaciae and of cerolbolinic acid from Cryptes baccatum (Hemiptera: Insecta) // Austral. J. Chem. 1976b. V. 29. P. 2225–2230.
  22. Banks H.J., Cameron D.W., Crossley M.J. Chemistry of the Coccoidae. IV. Polyhydroxyanthraquinones and their glucosides from Eriococcus coriaceus (Hemiptera: Insecta) // Austral. J. Chem. 1976c. V. 29. P. 2231–2245.
  23. Beardsley Jr.J.W. The genus Pedronia Green in Hawaii, with descriptions of new species (Homoptera: Pseudococcidae) // Proc. Hawaiian Entomol. Soc. 1957. V. 16. P. 218–231.
  24. Beardsley Jr.J.W. New genera and species of Hawaiian Pseudococcidae (Homoptera) // Proc. Hawaiian Entomol. Soc. 1971. V. 21. P. 41–58.
  25. Bodenheimer F.S. The Coccoidea of Turkey. I // Revue de la Faculté des Sciences de l’Université d’Istanbul (Ser. B). 1952. V. 17. P. 315–351.
  26. Brain C.K. The Coccidae of South Africa // Transact. R. Soc. South Africa. 1915. V. 5. P. 65–194.
  27. Brain C.K. The Coccidae of South Africa – II // Bull. Entomol. Res. 1918. V. 9. P. 107–139.
  28. Brockmann H., Sanne W. Zur Kenntnis des Hypericins und Pseudo-Hypericins // Chem. Berichte. 1957. Bd. 90 (11). S. 2480–2491.
  29. Brookes H.M. Epicoccus Cockerell and its type-species, Epicoccus acaciae (Maskell), redescribed (Homoptera: Coccoidea: Pseudococcidae) // J. Austral. Entomol. Soc. 1982. V. 21. P. 237–240.
  30. Brown K.S. The chemistry of aphids and scale insects // Chem. Soc. Rev. 1975. V. 4. P. 263–288.
  31. Cardon D. Natural dyes – sources, tradition, technology and science. L.: Archetype Books, 2007. 800 p.
  32. Cardon D. Le monde des teintures naturelles. Paris: Belin, 2014. 586 p.
  33. Chan A.W.K., Crow W.D. Chemical constituents of Eriococcus confusus Maskell. I. The quinonoid pigments //Austral. J. Chem. 1966. V. 19. P. 1701–1708.
  34. Cockerell T.D.A. Five new Coccidae from Mexico // Entomologist. 1903. V. 36. P. 45–48.
  35. Cox J.M. Pseudococcidae (Insecta: Hemiptera). Fauna of New Zealand. V. 11. Wellington: DSIR Sci. Inf. Publ. Centre, 1987. 229 p.
  36. De Muñoz G., Lanz-Mendoza H., Hernández-Hernández F.C. Free radical generation during the activation of hemolymph prepared from the homopteran Dactylopius coccus // Arch. Insect Biochem. Physiol. 2007. V. 65 (1). P. 20–28.
  37. Ferris G.F. Atlas of the scale insects of North America. Ser. 5. V. 5. The Pseudococcidae (Part I). Palo Alto: Stanford Univ. Press, 1950. 278 p.
  38. Gadgil D.D., Rama Rao A.V., Venkataraman K. Ceroalbolinic acid // Tetrahedron Letters. 1968. V. 9 (18). P. 2229–2230.
  39. Gavrilov-Zimin I.A. Taxonomic and cytogenetic studies of scale insects (Homoptera: Coccinea) of European Russia // Proc. Zool. Inst. RAS. 2004. V. 300. P. 77–82.
  40. Gavrilov-Zimin I.A. System of generic groups in mealybugs (Homoptera: Coccinea: Pseudococcidae) // Zoosyst. Rossica. 2015. V. 24 (2). P. 237–260.
  41. Gavrilov-Zimin I.A. Ontogenesis, morphology and higher classification of archaecococcids (Homoptera: Coc- cinea: Orthezioidea) // Zoosystematica Rossica (Suppl. 2). StP.: ZIN RAS, 2018. 260 p.
  42. Gavrilov-Zimin I.A. New and poorly known giant scale insects (Homoptera: Coccinea: Margarodidae s. lat.) from the Oriental region with taxonomic and nomenclatural notes on the subfamily Monophlebinae // Eur. J. Taxonomy. 2021. V. 746 (1). Р. 50–61.
  43. Gavrilov I.A., Trapeznikova I.V. Karyotypes and reproductive biology of some mealybugs (Homoptera: Coccinea: Pseudococcidae) // Compar. Cytogen. 2007. V. 1 (2). P. 139–148.
  44. Gavrilov-Zimin I.A., Gapon D.A. New Afrotropical scale insect pests (Homoptera: Coccinea) under glass in St. Petersburg (Russia) // Zoosyst. Rossica. 2016. V. 25 (2). P. 233–238.
  45. Gavrilov-Zimin I.A., Kurochkin A.S. Millennial zoological mystery of medieval Persian scientists // Zoosyst. Rossica. 2019. V. 28 (2). P. 201–227.
  46. Gavrilov-Zimin I.A., Grozeva S.M., Gapon D.A. et al. Introduction to the study of chromosomal and reproductive patterns in Paraneoptera // Comp. Cytogen. 2021. V. 15 (3). P. 217–238.
  47. Gullan P.J., Vranjic J.A. The taxonomy of the gum tree scales Eriococcus confusus Maskell and E. coriaceus Maskell (Hemiptera: Coccoidea: Eriococcidae) // Gen. Appl. Entomol. 1991. V. 23. P. 21–40.
  48. Hendricks H., Kosztarab M.P. Revision of the tribe Serrolecaniini (Homoptera: Pseudococcidae). Berlin, N.Y.: De Gruyter, 1999. 227 p.
  49. Hodgson C.J. The scale insect family Coccidae: an identification manual to genera. Oxon: CAB Int., 1994. 639 p.
  50. Hodgson C.J., Henderson R.C. Coccidae (Insecta: Hemiptera: Coccoidea). Fauna of New Zealand 41. Lincoln: Manaaki Whenua Press, 2000. 259 p.
  51. Jakubski A.W. A critical revision of the families Margarodidae and Termitococcidae (Hemiptera, Coccoidea). L.: Trustees of the British Museum (Natural History), 1965. 187 p.
  52. Jenkins K.D. The fat-yielding coccid, Llaveia, a monophlebine of the Margarodidae // Pan-Pacific Entomol. 1970. V. 46. P. 79–81.
  53. Komura H., Mizukawa K., Minakata H. Ceroalbolinic acid, a common body pigment of three Ceroplastes scale insects in Japan. Confirmation of structure // Bull. Chem. Soc. Japan. 1982. V. 55 (9). P. 3053–3054. https://doi.org/10.1246/bcsj.55.3053
  54. Kozár F., Konczné Benedicty Z. Rhizoecinae of the world. Budapest: Plant Protect. Inst., 2007. 617 p.
  55. Kozár F., Kaydan M.B., Konczné Benedicty Z., Szita É. Acanthococcidae and related families of the Palaearctic region. Budapest: Plant Protect. Inst., 2013. 679 p.
  56. Kuznetsova V.G., Gavrilov-Zimin I.A., Grozeva S.M., Go- lub N.V. Comparative analysis of chromosome numbers and sex chromosome systems in Paraneoptera (Insecta) // Comp. Cytogen. 2021. V. 15 (3). P. 279–327.
  57. Martins De Oliveira Ch., Frizzas M.R., Freitas Fialho J., Gullan P. Biology of Protortonia navesi (Hemiptera: Monophlebidae), a new cassava pest in Brazil, with notes on its behavior in the field // Ann. Entomol. Soc. America. 2008. V. 101 (4). P. 779–785.
  58. McKenzie H.L. Mealybugs of California with taxonomy, biology, and control of North American species (Homoptera: Coccoidea: Pseudococcidae). Berkeley: Univ. Calif. Press, 1967. 526 p.
  59. Miller D.R., Giliomee J.H. Systematic revision of the mealybug genus Delottococcus Cox & Ben-Dov (Hemiptera: Pseudococcidae) // Afr. Entomol. 2011. V. 19 (3). P. 614–640.
  60. Miller D.R., Giliomee J.H. Taxonomic revision of the South African mealybug genus Octococcus Hall (Hemiptera: Pseudococcidae) // Afr. Entomol. 2016. V. 24 (1). P. 112–142.
  61. Morrison H. A classification of the higher groups and genera of the coccid family Margarodidae // US Dep. Agricult. Techn. Bull. 1928. V. 52. P. 1–239.
  62. Powell E.C., Miller D.R., Keller O. Barbenigma Powell & Miller, a bizarre new genus and two new species of scale insects (Hemiptera: Coccomorpha: Ortheziidae) from the United States // Zootaxa. 2024. V. 5529 (2). P. 293–317.
  63. Rasmussen S.A., Kongstad K.T., Khorsand-Jamal P. et al. On the biosynthetic origin of carminic acid // Insect Biochem. Mol. Biol. 2018. V. 96. P. 51–61.
  64. Rios T. Ceroalbolinic acid and a new anthraquinone pigment isolated from Ceroplastes albolineatus // Tetrahedron Lett. 1966. V. 22. P. 1507–1512.
  65. Schrader F. Observations on the biology of Protortonia primitiva (Coccidae) // Ann. Entomol. Soc. America. 1930. V. 23. P. 126–132.
  66. Tang F.T. The Coccidae of China. Taiyuan: Shanxi United Univ. Press, 1991. 377 p.
  67. Williams D.J. The British and some other European Eriococcidae (Homoptera: Coccoidea) // Bull. Brit. Mus. (Natural History). Entomol. Ser. 1985. V. 51. P. 347–393.
  68. Williams D.J. Mealybugs of Southern Asia. Kuala Lumpur: Southdene, 2004. 896 p.
  69. Williams D.J., Watson G.W. The scale insects of the tropical south pacific region. Pt. 2. The Mealybugs (Pseudococcidae). Wallingford: CAB Int., 1988. 260 p.
  70. Williams D.J., Granara de Willink M.C. Mealybugs of Central and South America. L.: CAB Int., 1992. 635 p.
  71. Wouters J., Verhecken A. The coccid insect dyes: HPLC and computerized diode-array analysis of dyed yarns // Stud. Conserv. 1989. V. 34 (4). P. 189–200.
  72. Wouters J., Rosario-Chirinos N. Dye analysis of pre-columbian Peruvian textiles with high-performance liquid chromatography and diode-array detection // J. Am. Inst. Conserv. 1992. V. 31 (2). P. 237–255.
  73. Ziderman I. Biblical dyes of animal origin // Chemistry in Britain. 1986. V. 22 (5). P. 419–421, 454, 638.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».