Der Bewegungsapparat der Sciuromorpha, einer monophyletische Gruppe von ca. 300 Arten, wurde verwendet um den Effekt der Lebensweise und der Körpermasse auf die Scapula- und Femurmorphologie zu untersuchen. Diese Nagetierklade weist eine breite Vielfalt an Lebensweisen (arboreal, fossoriell, aerial) als auch Körpermassen (drei Größenordnungen umfassend) auf. Die fossorielle Lebensweise hat sich höchstwahrscheinlich dreimal unabhängig von einem arborealen Vorfahren entwickelt.
Mehr als die Hälfte der rezenten Arten wurden untersucht. Die Scapulae wurden fotografiert, während Computertomographie (CT) und Oberflächenlaserscans für die Femora verwendet wurden. Es wurden funktionsrelevante Merkmale analysiert, wie die effektive Länge der Skelettelemente, die Muskeleigenschaften soweit aus der Geometrie der Knochen ableitbar, sowie die Robustheit. Die CT-Scans wurden verwendet, um die Querschnitts- und Trabekeleigenschaften des Femurs zu analysieren. Die Gestalt wurde mittels geometrischer Morphometrie untersucht. Phylogenetic comparative methods wurden unter anderem verwendet, um den Einfluss der Phylogenie zu beurteilen als auch, ob sich die unabhängige Aneignung einer fossoriellen Lebensweise in der Evolution homoplastischer Morphologien widerspiegelt.
Die Phylogenie spielte bei der Merkmalsevolution eine vernachlässigbare Rolle. Das Auftreten signifikanter Merkmalsunterschiede zwischen den Lebensweisen sowie allometrischer Anpassungen aufgrund Veränderungen in der Körpermasse hingen von dem jeweiligen Merkmal ab. Bei einigen Merkmalen unterschied sich der Einfluss der Körpermasse signifikant zwischen den einzelnen Lebensweisen, was aber nicht die Regel zu sein scheint. Die Evolution homoplastischer Morphologien war sehr unwahrscheinlich bei den fossoriellen Gruppen. Diese Ergebnisse deuten auf eine komplexe, aber adaptive Evolutionsgeschichte dieser Skelettelemente bei den Sciuromorpha hin. / The vertebrate locomotor apparatus of Sciuromorpha, a monophyletic group of ca. 300 species, was used to investigate the effect of lifestyle and body mass on the scapular and femoral morphology. This rodent clade displays a broad diversity of lifestyles (arboreal, fossorial, aerial) and body masses spanning three orders of magnitude. The fossorial lifestyle evolved most probably three times independently from an arboreal ancestor.
More than half of the extant species were included. Scapulae were photographed and computed tomography (CT) and surface laser scans were acquired for the femora. Functionally relevant traits were analysed, e.g., the effective length of the skeletal element, the properties of attaching muscles as inferred from the geometry of the bones, and robustness properties. The CT scans were used to analyse the cross-sectional and trabecular properties of the femur. Bone shape was investigated using geometric morphometrics. Phylogenetic comparative methods were utilized, e.g., to assess phylogenetic inertia and whether the independent acquisition of a fossorial lifestyle is reflected in the evolution of homoplastic morphologies.
Phylogenetic inertia played a neglectable role in the trait evolution. Significant differences among lifestyles as well as allometric scaling adjustments depended on the trait under consideration. For some traits, scaling differed significantly among lifestyles, although this did not appear to be the rule. Morphological homoplasy was unlikely among the fossorial groups. The results suggest a complex, but adaptive evolutionary history of these skeletal elements in Sciuromorpha.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/22750 |
| Date | 28 October 2020 |
| Creators | Wölfer, Jan |
| Contributors | Nyakatura, John A., Müller, Johannes, Ruf, Irina |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ |
| Relation | 10.1186/s40851-018-0093-z, 10.1111/joa.12980, 10.1002/jmor.21007, 10.1093/biolinnean/blz042, 10.1002/ece3.5592 |
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