反芻動(dòng)物頭骨的多樣化——從微觀進(jìn)化過(guò)程到宏觀進(jìn)化模式

2025-12-07 00:36:34 分類：時(shí)尚 閱讀(269)

反芻動(dòng)物頭蓋骨的進(jìn)化變異偏向CREA。(A)物種平均顱骨形狀的動(dòng)物的多種系空間，單個(gè)標(biāo)本投射回該空間。頭骨南通外圍預(yù)約（外圍上門(mén)）外圍外圍上門(mén)外圍女（電話微信156-8194-*7106）一二線城市外圍預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源灰色橢圓表示給定進(jìn)化的樣化布朗運(yùn)動(dòng)模型的形態(tài)空間中物種概率分布的95%和99%置信區(qū)間。數(shù)據(jù)點(diǎn)(種類)的從微程大小對(duì)應(yīng)于質(zhì)心大小。圖邊緣顯示的觀進(jìn)分布代表每個(gè)家族的相對(duì)密度。插圖:一個(gè)生態(tài)表面，化過(guò)宏觀突出了飲食中草的進(jìn)化百分比變化，其中放牧物種主要消耗草，模式而食草物種消耗較少的反芻草。注意飲食中草的動(dòng)物的多百分比變化類似于物種大小的變化。(B)形態(tài)空間中的頭骨形狀變化。每個(gè)黑點(diǎn)代表給定坐標(biāo)的樣化形狀模型，其側(cè)面和背面視圖分別顯示在上方和下方。從微程(C)給定我們的觀進(jìn)南通外圍預(yù)約（外圍上門(mén)）外圍外圍上門(mén)外圍女（電話微信156-8194-*7106）一二線城市外圍預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)化速率矩陣，物種在形態(tài)空間中的概率分布。根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)化模型，較亮的區(qū)域表示一個(gè)物種在形態(tài)空間中更有可能存在的區(qū)域。該morphospace(及其他)的交互式版本可用于非移動(dòng)設(shè)備(https://Daniel rhoda . shinya PPS . io/反芻動(dòng)物_Dashboard/)。Credit: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.ade8929
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)（by Thamarasee Jeewandara , Phys.org）：進(jìn)化生物學(xué)家的目標(biāo)是基于種群水平變異的比較數(shù)據(jù)集，形成微觀進(jìn)化過(guò)程和宏觀進(jìn)化模式之間的基本聯(lián)系。在一份關(guān)于科學(xué)進(jìn)展的新報(bào)告中，丹尼爾·r·羅達(dá)(Daniel R. Rhoda)和美國(guó)芝加哥大學(xué)(University of Chicago)和杰克森實(shí)驗(yàn)室(Jackson Laboratory)的進(jìn)化生物學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)分析了之前發(fā)表的反芻動(dòng)物(哺乳動(dòng)物)顱骨數(shù)據(jù)集。
通過(guò)高度保守的顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)(CREA ),結(jié)果是有偏差的，其中較大的物種表現(xiàn)出成比例的較長(zhǎng)的臉。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了這一特征是一條抗性最小的進(jìn)化路線，促進(jìn)了與瀏覽器-草食動(dòng)物譜一致的形態(tài)多樣化。結(jié)果顯示了在群體水平上的限制如何在宏觀進(jìn)化尺度上產(chǎn)生高度定向的表型進(jìn)化模式。這項(xiàng)工作揭示了跨哺乳動(dòng)物進(jìn)化枝顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)的作用。
顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)(CEA)
自然選擇影響群體中的表型變異，群體的發(fā)展對(duì)選擇作出反應(yīng)。最大變異量的方向被稱為最小抵抗線(LLR ),代表最大進(jìn)化變化的潛在方向。如果選擇與最小抵抗線一致，生物學(xué)家預(yù)計(jì)種群會(huì)朝著適應(yīng)高峰的方向直接進(jìn)化。但是，如果選擇的方向是別處，那么對(duì)選擇的響應(yīng)將會(huì)朝著阻力最小的線重新排列。因此，在種群水平上，適應(yīng)性景觀和物種內(nèi)變異限度之間的相互作用決定了表型進(jìn)化的路徑。
進(jìn)化生物學(xué)家試圖解釋生物多樣性的全球模式，作為生物學(xué)研究的一個(gè)基本目標(biāo)，以揭示宏觀進(jìn)化模式下的微觀進(jìn)化機(jī)制。他們預(yù)計(jì)這些模式會(huì)影響種群水平對(duì)宏觀進(jìn)化的限制。在這項(xiàng)工作中，Rhoda等人提出了顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)(即生物的特征隨大小而變化)對(duì)微觀和宏觀進(jìn)化的影響的有力證據(jù)，這可以沿著最小阻力線進(jìn)行探索，以促進(jìn)形態(tài)多樣性。

正如CREA(顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng))所預(yù)測(cè)的那樣，體型較大的反芻動(dòng)物有相對(duì)較長(zhǎng)的臉。灰色橢圓代表物種預(yù)期分布的95%置信區(qū)間，如果沒(méi)有面長(zhǎng)的異速生長(zhǎng)(給定觀察到的進(jìn)化速率)，藍(lán)色橢圓代表物種預(yù)期分布，給定觀察到的進(jìn)化速率矩陣。請(qǐng)注意，某些“極端”特征組合(例如，非常大的長(zhǎng)臉物種)只能在相關(guān)進(jìn)化下獲得，而其他組合(例如，非常小的長(zhǎng)臉物種)只能在假設(shè)的不相關(guān)進(jìn)化下獲得。Credit: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.ade8929
哺乳動(dòng)物頭骨的高度保守模式
哺乳動(dòng)物頭骨保持著高度保守的個(gè)體發(fā)育和進(jìn)化異速生長(zhǎng)模式，其中較大的物種具有成比例的較長(zhǎng)面部，作為顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)的一個(gè)例子。雖然異速生長(zhǎng)是表型進(jìn)化的一個(gè)限制，但它為極端表型的出現(xiàn)提供了一個(gè)沒(méi)有發(fā)育新穎性的機(jī)會(huì)。
例如，較大的短臉哺乳動(dòng)物不太可能出現(xiàn)，而長(zhǎng)臉、難以觸及的表型則是由于這種異速生長(zhǎng)而出現(xiàn)的。因此，顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)似乎是阻力最小的進(jìn)化路線，簡(jiǎn)單地表明，由于頭骨形成的尺寸限制，較大的哺乳動(dòng)物有較長(zhǎng)的臉。古生物學(xué)家注意到物種之間的大小和頭骨形狀之間有很大的關(guān)系，其中較大的物種代表較長(zhǎng)的臉，進(jìn)化異速生長(zhǎng)的斜率在各亞科之間有很大差異。

生命穿越時(shí)間，一個(gè)視覺(jué)時(shí)間線-藝術(shù)表現(xiàn)的新第三紀(jì)時(shí)期-新第三紀(jì)現(xiàn)場(chǎng)。一個(gè)在蘋(píng)果樹(shù)后面的毛茸茸的猛犸象的藝術(shù)重建，背景是早期的馬，一只恐怖的鳥(niǎo)，一只飛蟲(chóng)，一只棕色的大蝙蝠，一只池塘里的鱷魚(yú)，一只岸上的劍齒貓，和森林里的地懶。Credit: Natural History Museum, Arcata California https://natmus.humboldt.edu/exhibits/life-through-time/visual-timeline/neogene-period
物種間的頭蓋骨形狀
示例工作顯示，由于鼻內(nèi)縮較大，dik-diks的顱骨形狀與其他小型反芻動(dòng)物不同。然而，所有小型反芻動(dòng)物的臉都比它們體型更大、臉更長(zhǎng)的親戚要短。使用系統(tǒng)發(fā)育主成分分析，研究小組顯示了主導(dǎo)主要變異軸的清晰的大小趨勢(shì)，以進(jìn)一步加強(qiáng)結(jié)果。Rhoda等人重建了分支之間的種間形態(tài)空間，以更好地理解不同的進(jìn)化模式，同時(shí)探索顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)。
該小組注意到并證實(shí)了分析中的形態(tài)空間相似性是由于異速生長(zhǎng)——對(duì)牛科動(dòng)物頭骨多樣化的主要影響。研究人員注意到牛科動(dòng)物頭蓋骨進(jìn)化變異的明顯大小趨勢(shì)，其中大型食草部落Alcephini和小型食草部落Neotragini相對(duì)于他們觀察到的進(jìn)化速度而言，多樣化程度超過(guò)了預(yù)期。這項(xiàng)工作與牛科動(dòng)物和鹿科動(dòng)物多樣化的宏觀進(jìn)化模式相一致，這種模式似乎與它們的祖先相距更遠(yuǎn)。這些數(shù)據(jù)代表了新第三紀(jì)反芻動(dòng)物飲食的進(jìn)化不穩(wěn)定性，同時(shí)也說(shuō)明了整個(gè)新生代腐食動(dòng)物多樣性的下降。
CREA在物種間的適應(yīng)意義和微觀進(jìn)化的動(dòng)力學(xué)
Rhoda等人研究了與browser-grazer連續(xù)體相關(guān)的形狀變化，但不清楚大型放牧物種(如Alcelaphini)的異常長(zhǎng)臉頭蓋骨是由于(1)更適合放牧的頭蓋骨的直接選擇，碰巧是長(zhǎng)臉，還是(2)覓食生態(tài)的選擇不可知。在后一種情況下，他們的假設(shè)是，較長(zhǎng)的臉是在與放牧相關(guān)的身體尺寸增加過(guò)程中被動(dòng)進(jìn)化的，這似乎不太可能，因?yàn)槭澄飻z入和加工之間有密切的聯(lián)系。
在這兩種可能的情況下，覓食生態(tài)學(xué)為體型的進(jìn)化變化提供了適應(yīng)性價(jià)值，并影響了反芻動(dòng)物顱骨形態(tài)的多樣化。Rhoda等人檢驗(yàn)了顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)(CREA)是否是反芻動(dòng)物偶蹄目動(dòng)物中抵抗力最低的進(jìn)化系，并分析了其對(duì)形態(tài)多樣性的影響。他們直接測(cè)量與假設(shè)CREA相關(guān)的變異軸，以詢問(wèn)其與種群水平進(jìn)化變異的關(guān)系，并進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育廣義最小二乘回歸，以測(cè)量形態(tài)差異和相對(duì)于CREA的差異角度之間的關(guān)聯(lián)。
觀點(diǎn)
通過(guò)這種方式，Daniel R. Rhoda和他的同事研究了哺乳動(dòng)物(反芻動(dòng)物)頭骨多樣化過(guò)程中宏觀進(jìn)化模式背后的微觀進(jìn)化過(guò)程。他們探索了顱面進(jìn)化異速生長(zhǎng)(CREA)作為最小抵抗線(LLR)的一個(gè)方面，因此當(dāng)他們?cè)诠ぷ髦猩晌锓N矩陣時(shí)，結(jié)果與CREA密切相關(guān)；表明這個(gè)物種比那些不太一致的物種更遠(yuǎn)離他們的祖先。
這項(xiàng)工作檢查了browser-grazer譜中進(jìn)化枝之間的差異及其相對(duì)于牛科和鹿科的多樣化模式的內(nèi)在和外在因素。強(qiáng)調(diào)了內(nèi)在因素對(duì)反芻動(dòng)物頭骨形態(tài)多樣性的影響。這些結(jié)果廣泛地證明了內(nèi)在限制對(duì)宏觀進(jìn)化模式的影響，使科學(xué)家們能夠設(shè)想對(duì)CREA在其他哺乳動(dòng)物分支中的作用進(jìn)行進(jìn)一步的研究。