Unique myoglobin adaptation to endothermy and flight since the origin of birds
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Notice bibliographique
Résumé
Myoglobin (Mb) mediates oxygen diffusion and storage in muscle tissue and thus is important for the energy utilization and activity of animals. Birds generally have a high body temperature, and most species also possess the capability of powered flight. Both of these require high levels of aerobic metabolism. Within endothermic mammals, bats also independently evolved flight. Although the functional evolution of myoglobins in deep-diving amniote vertebrates has been well-studied, the functional evolution of myoglobin since the origins of both birds and bats is unclear. Here, with Mb-coding sequences from >200 extant amniote species, we reconstructed ancestral sequences to estimate the functional properties of myoglobin through amniote evolution. A dramatic change in net surface charge on myoglobin occurred during the origin of Aves, which might have been driven by positively selected amino acid substitutions that occurred on the lineage leading to all birds. However, in bats, no change in net surface charge occurred and instead, the Mb genes show evidence of strong purifying selection. The increased net surface charge on bird myoglobins implies an adaptation to flight-related endothermic and higher body temperatures, possibly by reducing harmful protein aggregations. Different from the findings of net surface charge, myoglobins of extant birds show lower stability compared with other amniotes, which probably accelerates the rate of oxygen utilization in muscles. In bats and other mammals, higher stability of Mb may be an alternative pathway for adaptation to endothermy, indicating divergent evolution of myoglobin in birds and bats.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 découle