蜘蛛的异速生长和生态学塑造了眼睛大小的进化

异速生长和生态学决定了蜘蛛眼睛大小的进化摘要眼睛大小影响视觉功能的许多方面,但是眼睛的生长和维持成本很高。眼睛的异速生长可以让我们了解这种权衡,但这主要在两只眼睛大小相同的物种中进行研究。相比之下,拥有较大视觉系统的动物在个体之间会表现出不同的眼睛大小。蜘蛛有多达四对眼睛,它们的大小差异很大,但它们的个体发育、静态和进化异速生长尚未在比较的背景下研究过。我们报告了 39 个物种和 8 个科的 1,098 个个体的眼睛大小变化动态,表明选择压力和限制驱动着不同眼睛对和谱系的进化。通过用最近发表的系统发育综合数据集补充我们的样本,我们在 400 多个物种中证实了这些发现;发现视觉狩猎、结网和昼夜节律活动等生态因素与眼睛直径相关;并使用无偏方法确定了蜘蛛系统发育中显著的异速生长变化,其中许多与视觉狩猎策略相吻合。蜘蛛视觉系统的模块化特性提供了额外的自由度,并且体现在最大/最小投资和双眼间差异与三个关键生态因素之间的强相关性中。我们的分析表明,前部之间存在拮抗关系

来源:Arácnido

眼睛大小影响视觉功能的许多方面,但眼睛的生长和维护成本很高。眼睛的异速生长可以洞察这种权衡,但这主要在两只眼睛大小相同的物种中进行探索。相比之下,拥有较大视觉系统的动物在个体中表现出不同的眼睛大小。蜘蛛有多达四对眼睛,它们的大小差异很大,但它们的个体发育、静态和进化异速生长尚未在比较背景下进行研究。我们报告了 39 个物种和 8 个科的 1,098 个个体的眼睛大小变化动态,表明选择压力和限制推动了不同眼睛对和谱系的进化。通过最近发表的系统发育综合数据集补充我们的样本,我们在 400 多个物种中证实了这些发现;发现视觉狩猎、结网和昼夜节律活动等生态因素与眼睛直径相关;并使用无偏方法确定了蜘蛛系统发育中的显着异速变化,其中许多与视觉狩猎策略相吻合。蜘蛛视觉系统的模块化特性提供了额外的自由度,并且体现在最大/最小投资和双眼方差与三个关键生态因素之间的强相关性中。我们的分析表明前眼和后眼之间存在对抗关系。这些发现揭示了蜘蛛视觉系统与其多样化生态之间的关系,以及蜘蛛如何利用其模块化视觉系统来平衡选择压力和光学和能量约束。

Chong, K. L., Grahn, A., Perl, C. D., & Sumner-Rooney, L. (2024). 异速生长和生态学塑造蜘蛛眼睛大小的进化。当代生物学。 https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.06.020

当代生物学 https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.06.020