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Suivre l'évolution des céphalopodes coléoïdes

Cette étude explore l'évolution des tailles de cerveau chez les pieuvres, les calmars et les seiches.

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Le Coleoidea est un groupe qui inclut les pieuvres, les calmars et les seiches. Ce groupe est apparu il y a environ 300 millions d'années, à l'époque du Dévonien. À cette époque, deux branches principales se sont formées : une menant aux calmars et aux seiches, et l'autre aux pieuvres. La séparation entre ces deux groupes a eu lieu au milieu de la période du Trias. Bien que les scientifiques aient établi ces divisions principales grâce aux Fossiles et aux études Génétiques, les détails sur les relations au sein de ces groupes, comme les positions des seiches et des calmars à queue courte, ne sont pas encore très clairs.

Objectif de la recherche

Une étude récente vise à examiner comment les cerveaux des céphalopodes ont évolué au fil du temps. Les chercheurs se sont donné pour mission de créer une base de données détaillée qui comprend des traits liés à l'évolution du Cerveau. En général, les études sur l'évolution du cerveau s'appuient sur un arbre généalogique largement accepté des Espèces. Si une espèce ne rentre pas dans cet arbre, elle est souvent exclue de l'analyse. Par exemple, un projet de recherche récent n'a inclus que 38 espèces sur 78, car ce étaient les seules qui correspondaient à l'arbre généalogique établi.

Pour éviter de perdre des espèces pour lesquelles des données sur le cerveau sont disponibles, les chercheurs ont décidé de construire un arbre généalogique qui inclurait toutes les espèces pertinentes. Au lieu de se fier uniquement aux gènes pour créer cet arbre, ils ont rassemblé des informations sur les espèces pour lesquelles ils avaient déjà des mesures cérébrales. Ces informations provenaient d'études choisies avec l'aide d'un expert en génétique des céphalopodes. Ils ont ensuite ajouté des détails sur la durée d'existence de chaque branche sur la base des données génétiques.

Construction de l'arbre généalogique

Le point de départ pour cette recherche était un arbre généalogique bien connu des céphalopodes. Pour ajouter plus d'espèces, les chercheurs ont soit saisi manuellement des données, soit utilisé une fonction spécifique dans un logiciel, en fonction du nombre de nouvelles espèces ajoutées à la fois. Ils ont créé un fichier qui liste toutes les espèces et leurs positions dans l'arbre.

Pour inclure les longueurs des branches, les chercheurs ont mené une analyse détaillée en utilisant des données moléculaires. Ils ont rassemblé des informations génétiques provenant de plusieurs gènes nucléaires et mitochondriaux pour toutes les espèces disponibles. Dans les cas où des données génétiques manquaient pour certaines espèces, ils ont utilisé les séquences d'espèces étroitement apparentées pour combler les lacunes.

L'équipe de recherche a travaillé à aligner les séquences génétiques et à nettoyer les données pour s'assurer qu'elles étaient correctes. Ils ont ensuite organisé différentes sections du jeu de données selon que les gènes étaient codants ou non codants. De plus, ils ont choisi des modèles spécifiques pour comprendre comment les gènes évoluent au fil du temps.

Temps et relations

Pour estimer depuis combien de temps différentes espèces se sont séparées, les chercheurs ont utilisé des données fossiles comme référence. Ils ont fixé des points spécifiques dans le temps en se basant sur des preuves fossiles pour calibrer leurs estimations. Par exemple, ils ont utilisé les fossiles connus les plus anciens pour dater les grandes séparations entre différents groupes de céphalopodes.

L'analyse a tourné pendant de nombreux cycles, permettant aux chercheurs de rassembler des données sur l'évolution de l'arbre généalogique au fil du temps. Ils ont vérifié que les résultats étaient fiables et ont combiné les résultats de différentes analyses pour créer un arbre final montrant les relations entre les espèces.

Taille ancestrale du cerveau

Ensuite, les chercheurs se sont intéressés à la façon dont la taille des cerveaux a évolué au fil du temps. Ils ont estimé quelle était la taille des cerveaux des premiers ancêtres de ces groupes, puis ont comparé ces tailles avec celles des espèces modernes. Cela a nécessité une analyse approfondie pour reconstruire les tailles des cerveaux à différents points de l'arbre généalogique.

Les estimations des tailles des cerveaux et leurs relations avec les tailles corporelles ont été tracées pour l'ensemble de l'arbre généalogique, montrant comment ces traits ont évolué. Les chercheurs ont compilé ces résultats en tableaux qui résument les estimations pour le moment des grandes séparations entre les groupes.

Importance de la recherche

Comprendre l'évolution des tailles de cerveau chez les céphalopodes peut éclairer comment l'intelligence s'est développée chez ces créatures. Ça donne aussi un aperçu des chemins évolutifs de divers animaux marins. En analysant les changements de taille du cerveau, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment ces espèces se sont adaptées à leur environnement au fil de millions d'années.

Cette recherche est importante pour plusieurs raisons. Elle élargit notre connaissance de l'évolution des céphalopodes et aide à combler des lacunes dans notre compréhension de la façon dont ces créatures fascinantes ont développé leurs cerveaux complexes. En incluant un plus large éventail d'espèces dans leur analyse, les chercheurs parviennent à donner une image plus claire de l'histoire évolutive des céphalopodes.

Conclusion

L'étude des céphalopodes coleoidés est à la fois complexe et fascinante. Ces créatures ont une longue histoire qui remonte à des centaines de millions d'années, et leur évolution a été façonnée par de nombreux facteurs. Grâce à une analyse minutieuse des données génétiques, des fossiles et des mesures cérébrales, les chercheurs commencent à reconstituer une image plus claire de la façon dont les pieuvres, les calmars et les seiches ont évolué au fil du temps.

À mesure que de nouvelles données deviennent disponibles, cela continuera d'améliorer notre compréhension de ces espèces et de leurs remarquables adaptations. Les résultats offrent aussi une perspective unique sur l'évolution de l'intelligence dans la vie marine. Avec la recherche en cours, les scientifiques peuvent discuter davantage de la façon dont les tailles et les structures des cerveaux sont liées aux modes de vie et aux comportements de ces animaux intrigants. Dans l'ensemble, l'étude des céphalopodes coleoidés est un domaine riche qui a encore beaucoup à révéler, promettant des développements passionnants à l'avenir.

Source originale

Titre: A phylogeny of extant coleoid cephalopods with brain data

Résumé: Extant coleoid cephalopods include over 800 species of octopuses, squid, and cuttlefish, which have drawn scientific and public interest for their complex behavior and cognition. Of these, approximately 10% (79) species have adult specimens with recorded measures of central nervous system size distributed across various sources. Here, we use a combination of topological placements from previous phylogenetic studies, along with mitochondrial and nuclear gene sequences obtained from GenBank, to build a composite phylogenetic tree with estimated branch lengths of all species with available brain measurements. This phylogeny is used for analyses in a forthcoming paper on cephalopod brain evolution, and ideally will be of use to other researchers interested in conducting comparative studies of coleoid cephalopod brains.

Auteurs: Kiran Basava, T. Bendixen, A. L. Birk Sorensen, N. L. George, Z. Vanhersecke, J. Omotosho, J. Mather, M. Muthukrishna

Dernière mise à jour: 2024-05-05 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591691

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591691.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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