Published September 3, 2021
| Version v1
Publication
Open
Macroevolutionary Trade-Offs and Trends in Life History Traits of Cephalopods Through a Comparative Phylogenetic Approach
Creators
- 1. Universidad Andrés Bello
- 2. Universidad Católica del Norte
- 3. Ollscoil na Gaillimhe – University of Galway
- 4. University of Concepción
- 5. Instituto de Biología Subtropical
- 6. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 7. Universidade de Vigo
Description
One of the major mechanisms responsible for the animals' fitness dynamics is fecundity. Fecundity as a trait does not evolve independently, and rather interacts with other traits such as body and egg size. Here, our aim was to correctly infer the macroevolutionary trade-offs between body length, egg length, and potential fecundity, using cephalopods as study model. The correlated evolution among those traits was inferred by comparative phylogenetic methods. Literature data on biological and reproductive traits (body length, egg length, and potential fecundity) was obtained for 90 cephalopod species, and comparative phylogenetic methods based on a previous molecular phylogeny were used to test the correlated evolution hypothesis. Additionally, we estimated the phylogenetic signal and fitted five different evolutionary models to each trait. All traits showed high phylogenetic signal, and the selected model suggested an evolutionary trend toward increasing body length, egg length, and fecundity in relation to the ancestral state. Evidence of correlated evolution between body length and fecundity was observed, although this relationship was not detected between body length and egg length. The robust inverse relationship between fecundity and egg length indicates that cephalopods evolved a directional selection that favored an increase of fecundity and a reduction of egg length in larger species, or an increase in egg length with the concomitant reduction of fecundity and body length in order to benefit offspring survival. The use of phylogenetic comparative methods allowed us to properly detect macroevolutionary trade-offs.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
واحدة من الآليات الرئيسية المسؤولة عن ديناميات اللياقة البدنية للحيوانات هي الخصوبة. لا تتطور الخصوبة كصفة بشكل مستقل، بل تتفاعل مع سمات أخرى مثل حجم الجسم والبويضة. هنا، كان هدفنا هو الاستدلال بشكل صحيح على المقايضات التطورية الكبيرة بين طول الجسم وطول البويضة والخصوبة المحتملة، باستخدام رأسيات الأرجل كنموذج للدراسة. تم الاستدلال على التطور المترابط بين تلك الصفات من خلال طرق تطور السلالات المقارنة. تم الحصول على بيانات الأدبيات المتعلقة بالسمات البيولوجية والإنجابية (طول الجسم وطول البويضة والخصوبة المحتملة) لـ 90 نوعًا من أنواع رأسيات الأرجل، واستخدمت طرق التطور الوراثي المقارن القائمة على التطور الوراثي الجزيئي السابق لاختبار فرضية التطور المترابطة. بالإضافة إلى ذلك، قدرنا الإشارة التطورية وقمنا بتركيب خمسة نماذج تطورية مختلفة لكل سمة. أظهرت جميع السمات إشارة تطورية عالية، واقترح النموذج المختار اتجاهًا تطوريًا نحو زيادة طول الجسم وطول البويضة والخصوبة فيما يتعلق بحالة الأسلاف. لوحظت أدلة على التطور المترابط بين طول الجسم والخصوبة، على الرغم من عدم اكتشاف هذه العلاقة بين طول الجسم وطول البويضة. تشير العلاقة العكسية القوية بين الخصوبة وطول البويضة إلى أن رأسيات الأرجل طورت اختيارًا اتجاهيًا يفضل زيادة الخصوبة وتقليل طول البويضة في الأنواع الأكبر، أو زيادة طول البويضة مع ما يصاحب ذلك من انخفاض في الخصوبة وطول الجسم من أجل الاستفادة من بقاء النسل. سمح لنا استخدام طرق المقارنة الوراثية باكتشاف المقايضات التطورية الكلية بشكل صحيح.Translated Description (French)
L'un des principaux mécanismes responsables de la dynamique de mise en forme des animaux est la fécondité. La fécondité en tant que trait n'évolue pas de manière indépendante et interagit plutôt avec d'autres traits tels que la taille du corps et des œufs. Ici, notre objectif était de déduire correctement les compromis macroévolutionnaires entre la longueur du corps, la longueur des œufs et la fécondité potentielle, en utilisant les céphalopodes comme modèle d'étude. L'évolution corrélée entre ces traits a été déduite par des méthodes phylogénétiques comparatives. Les données de la littérature sur les traits biologiques et reproductifs (longueur du corps, longueur de l'œuf et fécondité potentielle) ont été obtenues pour 90 espèces de céphalopodes, et des méthodes phylogénétiques comparatives basées sur une phylogénie moléculaire antérieure ont été utilisées pour tester l'hypothèse de l'évolution corrélée. De plus, nous avons estimé le signal phylogénétique et adapté cinq modèles évolutifs différents à chaque trait. Tous les traits ont montré un signal phylogénétique élevé, et le modèle sélectionné a suggéré une tendance évolutive vers l'augmentation de la longueur du corps, de la longueur des œufs et de la fécondité par rapport à l'état ancestral. Des signes d'évolution corrélée entre la longueur corporelle et la fécondité ont été observés, bien que cette relation n'ait pas été détectée entre la longueur corporelle et la longueur des œufs. La forte relation inverse entre la fécondité et la longueur des œufs indique que les céphalopodes ont développé une sélection directionnelle qui a favorisé une augmentation de la fécondité et une réduction de la longueur des œufs chez les espèces plus grandes, ou une augmentation de la longueur des œufs avec la réduction concomitante de la fécondité et de la longueur du corps afin de favoriser la survie de la progéniture. L'utilisation de méthodes comparatives phylogénétiques nous a permis de détecter correctement les compromis macroévolutionnaires.Translated Description (Spanish)
Uno de los principales mecanismos responsables de la dinámica de aptitud de los animales es la fecundidad. La fecundidad como rasgo no evoluciona de forma independiente, sino que interactúa con otros rasgos como el cuerpo y el tamaño del huevo. Aquí, nuestro objetivo fue inferir correctamente las compensaciones macroevolutivas entre la longitud del cuerpo, la longitud del huevo y la fecundidad potencial, utilizando los cefalópodos como modelo de estudio. La evolución correlacionada entre esos rasgos se dedujo mediante métodos filogenéticos comparativos. Se obtuvieron datos de la literatura sobre rasgos biológicos y reproductivos (longitud corporal, longitud del huevo y fecundidad potencial) para 90 especies de cefalópodos, y se utilizaron métodos filogenéticos comparativos basados en una filogenia molecular previa para probar la hipótesis de evolución correlacionada. Además, estimamos la señal filogenética y ajustamos cinco modelos evolutivos diferentes a cada rasgo. Todos los rasgos mostraron una alta señal filogenética, y el modelo seleccionado sugirió una tendencia evolutiva hacia el aumento de la longitud corporal, la longitud del huevo y la fecundidad en relación con el estado ancestral. Se observó evidencia de evolución correlacionada entre longitud corporal y fecundidad, aunque no se detectó esta relación entre longitud corporal y longitud del huevo. La robusta relación inversa entre la fecundidad y la longitud del huevo indica que los cefalópodos desarrollaron una selección direccional que favoreció un aumento de la fecundidad y una reducción de la longitud del huevo en especies más grandes, o un aumento de la longitud del huevo con la reducción concomitante de la fecundidad y la longitud corporal para beneficiar la supervivencia de la descendencia. El uso de métodos comparativos filogenéticos nos permitió detectar adecuadamente las compensaciones macroevolutivas.Files
pdf.pdf
Files
(2.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ef8edce9396af221cc05fdb821908630
|
2.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المقايضات التطورية الكلية والاتجاهات في تاريخ الحياة سمات رأسيات الأرجل من خلال نهج تطوري مقارن
- Translated title (French)
- Échanges et tendances macroévolutionnaires dans les caractéristiques du cycle biologique des céphalopodes grâce à une approche phylogénétique comparative
- Translated title (Spanish)
- Compensaciones macroevolutivas y tendencias en los rasgos de la historia de vida de los cefalópodos a través de un enfoque filogenético comparativo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3196551203
- DOI
- 10.3389/fmars.2021.707825
References
- https://openalex.org/W1276594388
- https://openalex.org/W1514148026
- https://openalex.org/W1584651273
- https://openalex.org/W1605984840
- https://openalex.org/W1672242868
- https://openalex.org/W1968154940
- https://openalex.org/W1981286603
- https://openalex.org/W1981814622
- https://openalex.org/W1990330830
- https://openalex.org/W2008293147
- https://openalex.org/W2012040664
- https://openalex.org/W2014231450
- https://openalex.org/W2032542321
- https://openalex.org/W2033029199
- https://openalex.org/W2038646471
- https://openalex.org/W2040656187
- https://openalex.org/W2046154226
- https://openalex.org/W2051357948
- https://openalex.org/W2053999916
- https://openalex.org/W2058865097
- https://openalex.org/W2068922815
- https://openalex.org/W2096260958
- https://openalex.org/W2110224102
- https://openalex.org/W2111721986
- https://openalex.org/W2114254204
- https://openalex.org/W2114525641
- https://openalex.org/W2116939730
- https://openalex.org/W2117066938
- https://openalex.org/W2117368100
- https://openalex.org/W2133372630
- https://openalex.org/W2144639752
- https://openalex.org/W2150736926
- https://openalex.org/W2151409320
- https://openalex.org/W2151541130
- https://openalex.org/W2151803589
- https://openalex.org/W2157307354
- https://openalex.org/W2163436182
- https://openalex.org/W2173457020
- https://openalex.org/W2179481831
- https://openalex.org/W2179984775
- https://openalex.org/W2313813358
- https://openalex.org/W2555357988
- https://openalex.org/W2617326251
- https://openalex.org/W2883342358
- https://openalex.org/W2973854280
- https://openalex.org/W2980156367
- https://openalex.org/W3004338348
- https://openalex.org/W3013545650
- https://openalex.org/W3092120206
- https://openalex.org/W3126239217
- https://openalex.org/W3162348612
- https://openalex.org/W4233732223
- https://openalex.org/W4242866835
- https://openalex.org/W4250206895