鸟类骨骼进化多样性中的环境信号

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描述进化速度和模式的变化如何构成现存物种的表型多样性是宏观进化的中心目标^1,2,3.．然而，研究通常仅限于少数几个特征^4,5,6，提供不完整的资料。我们分析了现存鸟类的形态多样性，这是一个生态多样性的群体⁷，记录了从“泛骨骼”比例到单个骨骼局部三维形状变化的结构尺度。我们发现鸟类亚群之间和骨骼部分之间的进化模式存在巨大差异，这表明在地球主要环境中，宏观进化景观的结构存在广泛的镶嵌性和可能的差异。与水相连的类群，尤其是Aequorlitornithes(水鸟)，反复探索了它们总形态空间的很大一部分，强调身体比例和靠近身体核心的骨骼形状的变化，这些变化在功能上与运动力学有关⁸．相比之下，陆鸟(Inopinaves)在K-Pg之后的早期进化出了独特的、群体特有的身体形态，随后强调了局部形状的变化，特别是在头部和远端肢体骨骼上，它们与环境的相互作用更直接。雀形目占所有鸟类物种的一半以上，它们表现出保守的进化动态，导致所有骨骼部分的差异很小。现存鸟类的一些骨骼部位，包括喙和联合骨骼形态，早期形成形态空间的证据是明确的。然而，与“生态位填充”模型更具体的预测相反，我们几乎没有发现形态空间早期划分的证据^1,9．然而，广泛环境类型之间的早期分歧可能导致了进化模式的早期分歧，这表明环境差异在冠群鸟类辐射结构中起着重要作用。

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**图1:Neornithes在多样化过程中骨骼形态和喙形的形态空间的早期建立。**

**图4:如果所有鸟类都是在统一的布朗运动进化模型下进化，那么群体特定差异与预期差异的偏差。**

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原始地标坐标可以作为链接到本文的补充文件访问，并通过以下链接在OSF公共存储库中访问我们的项目:https://osf.io/wjk3m/．所有的三维网格都可以通过补充资料表中的Morphosource链接免费下载1．

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确认

对于获得标本，我们感谢J. White和J. Cooper (NHMUK)， J. Hinshaw (UMMZ)， M. Lowe和M. Brooke (UMZC)， M. Carnall和E. Westwig (OUMNH)， K. Zyskowski (YPM)，和B. Marks和J. Bates (FMNH)。我们感谢K. Smithson(剑桥生物断层扫描中心)使用CT扫描设备;T. Davies, B. Moon和L. Martin-Silverstone(布里斯托尔大学);V. Fernandez(自然历史博物馆);A.尼安德和Z.-X。Luo(芝加哥大学古oct)和M. Friedman(密歇根大学)。我们感谢E. Griffiths, S. Wright, S. Poindexter, A. Wolniewicz和S. Evers从CT扫描数据中分割出数字骨骼模型。我们感谢A. Martin-Serra, J. L. Cantalapiedra, F. Blanco, M. Fabbri, I. Menéndez, S.M. Nebreda, J. Clavel, E.M. Steell, J. Marugán-Lobón和C. Navalón关于内容、叙述和分析方法的启发性讨论。我们感谢L. Balsa Pascual和Ó。萨尼西德罗讨论设计选择。 This work was supported by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme 2014–2018 under grant agreement no. 677774 (European Research Council Starting grant no. TEMPO). Grant no. 677774 applies to the work of G.N., A.B. and R.B.J.B. G.N. acknowledges support from UKRI Future Leaders Fellowship no. MR/S032177/1.

作者信息

作者及隶属关系

剑桥大学地球科学系，英国剑桥
吉尔勒莫Navalon
牛津大学地球科学系，英国牛津
吉列尔莫Navalón，亚历山大·比纳森，伊丽莎白·格里菲斯和罗杰·b·j·本森
Unidad de Paleontología, Departamento de Biología, Universidad Autónoma de Madrid，马德里，西班牙
吉尔勒莫Navalon

作者

吉尔勒莫Navalon

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贡献

G.N.和R.B.J.B.对研究进行了概念化，并设计了分析方法。g.n.， a.b.， E.G.和R.B.J.B.收集和整理数据。G.N.和R.B.J.B.进行了形式分析。G.N.和R.B.J.B.撰写了手稿。G.N.制作了这些数字。g.n.， a.b.， E.G.和R.B.J.B.编辑了文本。r。b。j。b。获得了用于这项研究的资金。

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关于本文

引用本文

Navalón, G.， Bjarnason, A.， Griffiths, E.;et al。鸟类骨骼进化多样性中的环境信号。自然(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05372-y

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收到了：2021年11月11日
接受：2022年9月21日
发表：2022年10月26日
DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05372-y

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