北美鲶鱼韦伯氏器的生态驱动进化与模块化：CT扫描揭示听小骨对微生境的适应性分化

《Integrative Organismal Biology》：Soundscapes and selection: morphology, ecology, and evolutionary dynamics of weberian apparatus in the ictalurid catfish

　　

摘要

韦伯氏器是鲱形目鱼类的主要声音传导通路的创新结构。在本研究中，我们探讨了北美洲鲶鱼科（Ictaluridae）如何使该系统在不同的生态景观中发生变化。通过对47个物种的136个样本进行CT扫描和几何形态测量，我们绘制了三个关键组成部分的进化轨迹：舟骨、三脚骨以及包括相关椎骨和韧带插入点在内的外周结构。我们的发现挑战了传统的预期，即该装置在系统发育上是保守的。虽然系统发育信号显著但较低，我们发现由生态选择力驱动的形态差异异常高。流速、气候甚至身体颜色等因素与听小骨形状强相关，反映了对特定微生境的功能适应。至关重要的是，我们发现了明确的模块化信号；舟骨和三脚骨表现出解耦的进化速率，使它们能够独立进化。这种模块化表明，韦伯氏器不是一个刚性的单元，而是一个高度可塑的系统，鲶鱼科可能用它来微调其感觉系统以适应生态压力。