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蛙类前肢形态对树栖环境的适应性演化
The morphological evolution of the forelimb of frogs (Anura) in adaption to arboreal environment
杨曈,姜德纯,党宁馨,李家堂
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DOI:
作者单位:1. 中国科学院成都生物研究所, 中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室, 生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室, 成都610041 2. 中国科学院大学,北京 100049
中文关键字:树栖适应,形态进化,手长,前臂长,蛙类
英文关键字:arboreal adaptation, morphological evolution, hand length, radio-ulna length, frogs
中文摘要:无尾目是现存两栖类中生物多样性最丰富的类群,在多种生态环境中都有分布,根据生境的不同可以划分为极具代表性的2类:树栖类与非树栖类,这两类的前肢形态具有较大差异。为了探究无尾目前肢形态与生境和系统发育之间的关系,本研究通过收集692号保存完好的无尾目标本的前肢形态学数据,通过Wilcoxon秩和检验比较了树栖蛙类和非树栖蛙类的前肢形态差异,并利用系统发育独立差的方法来评估观察到的差异。结果表明无尾目树栖类物种的手长长于非树栖类,手长和前臂长的进化分别与不同因素相关,其中生境是树栖蛙类手长延长的主要相关因素(Wilcoxon秩和检验:P=2.20e-16;PIC:P=2.34e-05,r 2=0.465 8);系统关系与蛙类前臂长度相关,而与生境没有明显的相关性(Wilcoxon秩和检验:P=1.77e-05;PIC:P=0.058 4,r2=0.118 1)。本研究结合形态特征、系统发育关系和生境,将有助于更好地了解前肢形态的进化与生境之间的关系,进而为无尾目物种的环境适应性进化研究提供支持。
英文摘要:Anura are among the most diverse groups of vertebrates and occupy a wide range of habitats. Arboreal anurans are flat bodied, with relatively long forelimbs. To determine the relationships between morphology and habitats/phylogeny, we compared the forelimb morphology of arboreal and non-arboreal frogs (a total of 692 samples) and used phylogenetic comparative methods to interpret observed differences. Our results indicated that the evolution of hand and radio-ulna lengths were affected by different factors. Habitats had a potentially more positive effect on the extension of the hand (Wilcoxon rank sum test: P=2.20e-16; PIC: P=2.34e-05, r2=0.465 8), while heredity could be the main factor affecting the length of the radio-ulna, without an obvious relation to habitats (Wilcoxon rank sum test: P=1.77e-05; PIC: P=0.058 4, r2=0.118 1). This study will help to better understand the relationship between the evolution of the forelimb morphology and habitats, and thus provide support for the study of the environmental adaptation of Anura.
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