Evolutionary transformation of mouthparts from particle-feeding to piercing carnivory in Viper copepods: Review and 3D analyses of a key innovation using advanced imaging techniques
Notice bibliographique
Résumé
Novel feeding adaptations often facilitate adaptive radiation and diversification. But the evolutionary origins of such feeding adaptations can be puzzling if they require concordant change in multiple component parts. Pelagic, heterorhabdid copepods (Calanoida) exhibit diverse feeding behaviors that range from simple particle feeding to a highly specialized form of carnivory involving piercing mouthparts that likely inject venom. We review the evolutionary history of heterorhabdid copepods and add new high-resolution, 3D anatomical analyses of the muscular system, glands and gland openings associated with this remarkable evolutionary transformation. We examined four heterorhabdid copepods with different feeding modes: one primitive particle-feeder ( Disseta palumbii ), one derived and specialized carnivore ( Heterorhabdus subspinifrons ), and two intermediate taxa ( Mesorhabdus gracilis and Heterostylites longicornis ). We used two advanced, high-resolution microscopic techniques — serial block-face scanning electron microscopy and two-photon excitation microscopy — to visualize mouthpart form and internal anatomy at unprecedented nanometer resolution. Interactive 3D graphical visualizations allowed putative homologues of muscles and gland cells to be identified with confidence and traced across the evolutionary transformation from particle feeding to piercing carnivory. Notable changes included: a) addition of new gland cells, b) enlargement of some (venom producing?) glands, c) repositioning of gland openings associated with hollow piercing fangs on the mandibles, d) repurposing of some mandibular-muscle function to include gland-squeezing, and e) addition of new muscles that may aid venom injection exclusively in the most specialized piercing species. In addition, live video recording of all four species revealed mandibular blade movements coupled to cyclic contraction of some muscles connected to the esophagus. These behavioral and 3D morphological observations revealed a novel injection system in H. subspinifrons associated with piercing (envenomating?) carnivory. Collectively, these results suggest that subtle changes in mandibular tooth form, and muscle and gland form and location, facilitated the evolution of a novel, piercing mode of feeding that accelerated diversification of the genus Heterorhabdus . They also highlight the value of interactive 3D animations for understanding evolutionary transformations of complex, multicomponent morphological systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».