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軟体動物を捕食するシクリッド魚類の咽頭顎歯列の収束的進化.歯の大きさ、本数、交換歯の比較X線コンピュータ断層撮影
Convergent Evolution of Cichlid Fish Pharyngeal Jaw Dentitions in Mollusk-crushing Predators: Comparative X-ray Computed Tomography of Tooth Sizes, Numbers, and Replacement.
PMID: 32584994 DOI: 10.1093/icb/icaa089.
抄録
歯の収束はシクリッドフィッシュの適応放射の特徴である。このような進化の繰り返しは、シクリッド類の口腔顎と咽頭顎の両方を特徴づけているが、咽頭顎は硬い殻付き軟体動物のように獲物を処理するための鰓弓を改造したものである。シクリッドの咽頭歯牙の進化に関するいくつかの仮説を検証するために、我々はX線CTスキャンを用いて、ニューワールドヒロインシクリッドの多様な系統の咽頭顎における歯牙の進化を比較検討した。これらの魚類に見られる歯の大きさや本数、交換歯の数には、いくつかの一般的なパターンがあることがわかった。大きな歯を持つ種は歯数が少ない傾向にあり、シクリッドの歯の発散には空間的な制約が潜在的な役割を果たしていることを示唆している。咽頭隆起歯の数が多い種では補欠歯の数も多くなっていた。交換歯の大きさは、すべての種で噴出歯の大きさからほぼ正確に予測された（r = 0.99）。したがって、軟体動物の破砕は、咽頭歯の大きさだけでなく、補欠歯の大きさにも強く関連していた。歯の発散が環境に起因する可塑性の結果として生じるのか、あるいはHerichthys minckleyi種に見られるような栄養多型によるものなのかにかかわらず、シクリッドの咽頭の噴出歯と代替歯の種間発散を構成する一般的な規則が存在するように思われる。
Dental convergence is a hallmark of cichlid fish adaptive radiations. This type of repeated evolution characterizes both the oral jaws of these fishes as well as their pharyngeal jaws that are modified gill arches used to functionally process prey like hard-shelled mollusks. To test several hypotheses regarding the evolution of cichlid crushing pharyngeal dentitions, we used x-ray computed tomography (CT) scans to comparatively examine dental evolution in the pharyngeal jaw of a diversity of New World Heroine cichlid lineages. The substantial variation in erupted tooth sizes and numbers as well as replacement teeth found in these fishes showed several general patterns. Larger toothed species tended to have fewer teeth suggesting a potential role of spatial constraints in cichlid dental divergence. Species with larger numbers of erupted pharyngeal teeth also had larger numbers of replacement teeth. Replacement tooth size is almost exactly predicted (r = 0.99) from the size of erupted teeth across all of the species. Mollusk crushing was therefore highly associated with not only larger pharyngeal teeth, but also larger replacement teeth. Whether dental divergence arises as a result of environmental induced plasticity or originates via trophic polymorphism as found in the species Herichthys minckleyi, there appear to be general rules that structure interspecific divergence in cichlid pharyngeal erupted and replacement dentitions.
© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Integrative and Comparative Biology. All rights reserved. For permissions please email: journals.permissions@oup.com.