Diversificação do crânio de ruminantes - de processos microevolutivos a padrões macroevolutivos

Recurso de 17 de março de 2023

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por Thamarasee Jeewandara, Phys.org

Os biólogos evolutivos visam formar conexões fundamentais entre processos microevolutivos e padrões macroevolutivos com base em conjuntos de dados comparativos de variação em nível populacional. Em um novo relatório da Science Advances, Daniel R. Rhoda e uma equipe de cientistas em biologia evolutiva da Universidade de Chicago e do Jackson Laboratory nos Estados Unidos analisaram um conjunto de dados previamente publicado de crânios de ruminantes (mamíferos).

Os resultados foram influenciados pela alometria evolucionária craniofacial altamente conservada (CREA), onde espécies maiores demonstraram rostos proporcionalmente mais longos. Os resultados destacaram a feição como uma linha evolutiva de menor resistência, facilitando a diversificação morfológica alinhada com o espectro navegador-pastor. Os resultados mostram como as restrições no nível populacional podem produzir padrões altamente direcionais de evolução fenotípica na escala macroevolutiva. O trabalho lança luz sobre a exploração do papel da alometria evolutiva craniofacial em clados de mamíferos.

A seleção natural afeta a variação fenotípica em uma população, onde o desenvolvimento da população responde à seleção. A direção da maior quantidade de variação é conhecida como a linha de menor resistência (LLR) e representa a direção potencial de maior mudança evolutiva. Se a seleção estiver alinhada com a linha de menor resistência, os biólogos esperam que as populações evoluam em um caminho direto para um pico adaptativo. No entanto, se a seleção for orientada para outro lugar, a resposta à seleção será realinhada para a linha de menor resistência. Como resultado disso, as interações entre a paisagem adaptativa e os limites de variação dentro de uma espécie no nível populacional determinam o caminho da evolução fenotípica.

Os biólogos evolutivos procuram explicar os padrões globais de biodiversidade como um objetivo fundamental na pesquisa biológica para descobrir os mecanismos microevolutivos subjacentes aos padrões macroevolutivos. Eles esperam que esses padrões influenciem as restrições de nível populacional na macroevolução. Neste trabalho, Rhoda et al. apresentam fortes evidências da influência da alometria evolutiva craniofacial (ou seja, características dos seres vivos que mudam com o tamanho) na micro e macro evolução, que podem ser exploradas ao longo da linha de menor resistência para facilitar a diversidade morfológica.

O crânio dos mamíferos mantém um padrão altamente conservado de alometria ontogenética e evolutiva, onde espécies maiores têm rostos proporcionalmente mais longos como exemplo de alometria evolutiva craniofacial. Embora a alometria seja um limite na evolução fenotípica, ela apresenta uma oportunidade para o surgimento de fenótipos extremos sem novidade no desenvolvimento.

Por exemplo, mamíferos maiores e de face curta são improváveis, enquanto os fenótipos de face longa e fora de alcance surgem devido a essa alometria. A alometria evolutiva craniofacial, portanto, apareceu como uma linha evolutiva de menor resistência, simplesmente indicando que mamíferos maiores tinham rostos mais longos devido a limites relacionados ao tamanho na formação do crânio. Os paleontólogos notaram uma forte relação entre o tamanho e a forma do crânio entre as espécies, onde espécies maiores representavam rostos mais longos, e a inclinação da alometria evolutiva variou significativamente entre as subfamílias.

O trabalho de exemplo mostrou que as formas cranianas dos dik-diks são diferentes de outros pequenos ruminantes devido à maior retração nasal. No entanto, todos os pequenos ruminantes possuíam rostos mais curtos do que seus parentes mais maciços e de rosto comprido. Usando a análise filogenética de componentes principais, a equipe mostrou tendências de tamanho claras dominando os principais eixos de variação para fortalecer ainda mais os resultados. Rhoda et ai. recriou o morfoespaço interespecífico entre os clados para entender melhor diversos padrões evolutivos enquanto explorava a alometria evolutiva craniofacial.