Molecular evolution of toothed whale genes reveals adaptations to echolocating in different environments
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Echolocation was a key development in toothed whale evolution, enabling their adaptation and diversification across various environments. Previous bioacoustic and morphological studies suggest that environmental pressures have influenced the evolution of echolocation in toothed whales. This hypothesis demands further investigation, especially regarding the molecular mechanisms involved in the adaptive radiation of toothed whales across multiple habitats. Here we show that the coding sequences of four hearing genes involved in echolocation (CDH23, prestin, TMC1, and CLDN14) have different signatures of molecular evolution among riverine, coastal, and oceanic dolphins, suggesting that the evolutionary constraints of these habitats shaped the underlying genetic diversity of the toothed whale sonar. RESULTS: Our comparative analysis across 37 odontocete species revealed patterns of accelerated evolution within coastal and riverine lineages, supporting the hypothesis that shallow habitats pose specific selective pressures to sonar propagation, which are not found in the deep ocean. All toothed whales with genes evolving under positive selection are shallow coastal species, including three species that have recently diverged from freshwater lineages (Cephalorhynchus commersonii, Sotalia guianensis, and Orcaella heinsohni - CDH23), and three species that operate specialized Narrow Band High Frequency (NBHF) Sonars (Phocoena sinus - prestin, Neophocaena phocaenoides - TMC1 and Cephalorhynchus commersonii - CDH23). For river dolphins and deep-diving toothed whales, we found signatures of positive selection and molecular convergence affecting specific sites on CDH23, TMC1, and prestin. Positively selected sites (PSS) were different in number, identity, and substitution rates (dN/dS) across riverine, coastal, and oceanic toothed whales. CONCLUSION: Here we shed light on potential molecular mechanisms underlying the diversification of toothed whale echolocation. Our results suggest that toothed whale hearing genes changed under different selective pressures in coastal, riverine, and oceanic environments.
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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 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 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 ».