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Enregistrement W3084439849 · doi:10.1101/2020.09.09.288886

From scales to armour: scale losses and trunk bony plate gains in ray-finned fishes

2020· preprint· en· W3084439849 sur OpenAlexaff
Alexandre Lemopoulos, Juan I. Montoya‐Burgos

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2020
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueIchthyology and Marine Biology
Établissements canadiensInstitute of Genetics
Organismes subventionnairesUniversité de GenèveSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungNational Science Foundation
Mots-clésBiologyTrunkScale (ratio)VertebrateActinopterygiiViral tegumentPaleontologyEvolutionary biologyAnatomyEcologyFish <Actinopterygii>Fishery

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Actinopterygians (ray-finned fishes) are the most diversified group of vertebrates and are characterized by a variety of protective structures covering their tegument, the evolution of which has intrigued biologists for decades. Paleontological records showed that the first mineralized vertebrate skeleton was composed of dermal bony plates covering the body, including odontogenic and skeletogenic components. Later in evolution, the exoskeleton of actinopterygian’s trunk was composed of scale structures. Although scales are nowadays a widespread tegument cover, some contemporary lineages do not have scales but bony plates covering their trunk, whereas other lineages are devoid of any such structures. To understand the evolution of the tegument coverage and particularly the transition between different structures, we investigated the pattern of scale loss events along actinopterygian evolution and addressed the functional relationship between the scaleless phenotype and the ecology of fishes. Furthermore, we examined whether the emergence of trunk bony plates was dependent over the presence or absence of scales. To this aim, we used two recently published actinopterygian phylogenies, one including > 11,000 species, and by using stochastic mapping and Bayesian methods, we inferred scale loss events and trunk bony plate acquisitions. Our results reveal that a scaled tegument is the most frequent state in actinopterygians, but multiple independent scale loss events occurred along their phylogeny with essentially no scale re-acquisition. Based on linear mixed models, we found evidence supporting that after a scale loss event, fishes tend to change their ecology and adopt a benthic lifestyle. Furthermore, we show that trunk bony plates appeared independently multiple times along the phylogeny. By using fitted likelihood models for character evolution, we show that trunk bony plate acquisitions were dependent over a previous scale loss event. Overall, our findings support the hypothesis that tegument cover is a key evolutionary trait underlying actinopterygian radiation. Impact Summary Ray-finned fishes (actinopterygians) are the most diverse vertebrate group in the world. The majority of these fishes possess scales as a protective shield covering their trunk. However, several lineages display a body armour composed of trunk bony plates or are devoid of any protective structures. The diversity and the transitions between different tegument coverage types have not been previously studied in an evolutionary framework. Here, we investigate which structure was present at the origin of ray-finned fishes and how the different phenotypes emerged through time. We show that a scaled tegument was the most widespread sate along ray-finned fish evolution, yet scale losses occurred multiple independent times, while acquiring scales again almost never happened. Moreover, we reveal that scaleless teguments most probably led species to change their ecology and colonise the floors of oceans and water bodies. The functional advantages of a scaleless tegument in a benthic environment are yet to be demonstrated, but the increased cutaneous respiration could be an explanation. We show that trunk bony plates also emerged independently multiple times along the evolution of ray-finned fishes but these armours protecting the trunk can only appear after a scale loss event. Therefore, while the acquisitions of trunk bony plates are phylogenetically independent, they need a “common ground” to emerge. All together, our findings provide evidence that the various tegument covers have contributed to the outstanding diversification of ray-finned fishes.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

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.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,218
Écart entre enseignants0,204 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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