The evolution of insect visual opsin genes with specific consideration of the influence of ocelli and life history traits
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Visual opsins are expressed in the compound eyes and ocelli of insects and enable light detection. Three distinct phylogenetic groups of visual opsins are found in insects, named long (LW), short (SW) and ultraviolet (UV) wavelength sensitive opsins. Recently, the LW group was found to be duplicated into the LW2b and the LW2a opsins. The expression of LW2b opsins is ocelli specific in some insects (e.g., bees, cricket, scorpion flies), but the gene was not found in other orders possessing three or less ocelli (e.g., dragonflies, beetles, moths, bugs). In flies, two LW2b homologs have been characterised, with one expressed in the ocelli and the other in the compound eyes. To date, it remains unclear which evolutionary forces have driven gains and losses of LW opsins in insects. Here we take advantage of the recent rapid increase in available sequence data (i.e., from insect genomes, targeted PCR amplification, RNAseq) to characterize the phylogenetic relationships of 1000 opsin sequences in 18 orders of Insects. The resulting phylogeny discriminates between four main groups of opsins, and onto this phylogeny we mapped relevant morphological and life history traits. RESULTS: Our results demonstrate a conserved LW2b opsin only present in insects with three ocelli. Only two groups (Brachycera and Odonata) possess more than one LW2b opsin, likely linked to their life history. In flies, we hypothesize that the duplication of the LW2b opsin occurred after the transition from aquatic to terrestrial larvae. During this transition, higher flies (Brachycera) lost a copy of the LW2a opsin, still expressed and duplicated in the compound eyes of lower flies (Nematocera). In higher flies, the LW2b opsin has been duplicated and expressed in the compound eyes while the ocelli and the LW2b opsin were lost in lower flies. In dragonflies, specialisation of flight capabilities likely drove the diversification of the LW2b visual opsins. CONCLUSION: The presence of the LW2b opsin in insects possessing three ocelli suggests a role in specific flight capabilities (e.g., stationary flight). This study provides the most complete view of the evolution of visual opsin genes in insects yet, and provides new insight into the influence of ocelli and life history traits on opsin evolution in insects.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».