Exploring the genomics of convergent snout elongations in deep-sea fishes

探索深海鱼类会聚口鼻伸长的基因组学

基本信息

  • 批准号:
    2015404
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.01万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-06-15 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Explaining how similar traits have independently evolved in distantly related organisms is a central goal of evolutionary biology. Among vertebrates, fishes are one of the few evolutionary systems that provide repeated cases of adaptation to deep-sea marine environments, one of the most extreme and underexplored environments on earth. Transitions from shallow to deep-sea habitats have occurred multiple times, resulting in a variety of remarkable adaptations, from the presence of bioluminescence and small body size to a diverse array of morphological specializations. However, detailed comparative studies investigating the origin and genomic bases of specialized phenotypic novelties that have repeatedly appeared in the deep-sea continue to be poorly understood. This project aims to develop a comparative approach to study convergent morphological evolution and its underlying ecological and genomic bases in the deep-sea spikefishes (Triacanthodidae, Tetraodontiformes), which are distributed around the tropical and temperate upper slopes of the world’s oceans.Spikefishes provide an outstanding system for investigating convergent evolution as lineages in the group have independently evolved at least twice the most extreme tubular snout elongation in the Fish Tree of Life, have some of the smallest vertebrate genomes, and included well-preserved fossil species from the Eocene and Oligocene. The integration of state-of-the-art genomic and morphological data with the study of extant and fossil species will allow new ways of exploring convergent morphological evolution in a genomic and ecological framework. Moreover, understanding the determinants of deep-sea convergence at the molecular level has the potential to inform general principles of adaptation and morphological predictivity along ocean depth gradients. Overall, this project will contribute whole-genome resequencing data, CT-scans for extant and fossil taxa, and a well-resolved phylogeny of triacanthodids and allies. This project will also provide online videos, tutorials, interactive apps, museum exhibits, undergraduate and graduate training, and a series of integrative research papers exploring the links between phenotype and genotype and the associations of genomic regions involved in morphological adaptations in fishes.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
解释相似特征如何在亲缘关系较远的生物体中独立进化是脊椎动物进化生物学的一个核心目标,鱼类是为数不多的能够重复适应深海海洋环境的进化系统之一,而深海海洋环境是最极端和未被充分探索的环境之一。地球上的环境从浅海栖息地到深海栖息地的转变已经发生了多次,导致了各种显着的适应,从生物发光和小体型的存在到各种各样的形态特化。对深海中反复出现的特殊表型新颖性的起源和基因组基础的比较研究仍然知之甚少,该项目旨在开发一种比较方法来研究深海趋同形态进化及其潜在的生态和基因组基础。 -海刺鱼(三棘鱼科,四齿鱼目),分布在世界海洋的热带和温带上坡周围。刺鱼为研究趋同进化提供了一个杰出的系统因为该群体中的谱系独立进化了至少两倍于鱼类生命树中最极端的管状口鼻伸长,拥有一些最小的脊椎动物基因组,并包括来自始新世和渐新世状态的保存完好的化石物种。最先进的基因组和形态学数据以及对现存物种和化石物种的研究将为探索基因组和生态框架中的趋同形态进化提供新的方法,此外,了解深海的决定因素。总体而言,该项目将提供全基因组重测序数据、现存和化石类群的 CT 扫描以及解析良好的系统发育学。该项目还将提供在线视频、教程、互动应用程序、博物馆展览、本科生和研究生培训以及一系列探索表型之间联系的综合研究论文。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The impact of paleoclimatic changes on body size evolution in marine fishes
古气候变化对海洋鱼类体型演化的影响
Transcriptomic analysis of the Brazilian blind characid, Stygichthys typhlops, reveals convergent selection with Astyanax mexicanus and other cavefishes
巴西盲鱼(Stygichthystyphlops)的转录组分析揭示了与墨西哥 Astyanax mexicanus 和其他洞穴鱼的趋同选择
  • DOI:
    10.3389/fevo.2023.1076756
  • 发表时间:
    2023-05-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Arcila;Melissa Rincón;oval;oval;W. Hanson;P. Hart;Vanessa L. González;R. Betancur;M. E. Bichuette
  • 通讯作者:
    M. E. Bichuette
Description of the First Species of Polylepion (Teleostei: Labridae) from the Atlantic Ocean with Analysis of Evolutionary Relationships of the New Species
对来自大西洋的第一个多叶兽物种(Teleostei:Labridae)的描述以及新物种进化关系的分析
  • DOI:
    10.1643/i2022075
  • 发表时间:
    2023-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Baldwin, Carole C.;Arcila, Dahiana;Robertson, D. Ross;Tornabene, Luke
  • 通讯作者:
    Tornabene, Luke
Transcriptomic analysis provides insight into the mechanism of IKKβ-mediated suppression of HPV18E6-induced cellular abnormalities
转录组分析提供了对 IKKβ 介导的 HPV18E6 诱导的细胞异常抑制的机制的深入了解
  • DOI:
    10.1093/g3journal/jkad020
  • 发表时间:
    2023-04-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Collins, Quincy P.;Grunsted, Michael J.;Arcila, Dahiana;Xiong, Yi;Padash Barmchi, Mojgan
  • 通讯作者:
    Padash Barmchi, Mojgan
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Gene loss and relaxed selection of plaat1 in vertebrates adapted to low-light environments
适应弱光环境的脊椎动物中plaat1的基因丢失和宽松选择
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    2023
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Danielle H. Drabeck;Jonathan Wiese;Erin N. Gilbertson;J. Arroyave;Dahiana Arcila;S. E. Alter;Richard Borowsky;Dean A Hendrickson;M. Stiassny;S. McGaugh
  • 通讯作者:
    S. McGaugh
Gene loss and relaxed selection of plaat1 in vertebrates adapted to low-light environments
适应弱光环境的脊椎动物中plaat1的基因丢失和宽松选择
  • DOI:
    10.1098/rspb.2023.2847
  • 发表时间:
    2024-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Danielle H. Drabeck;Jonathan Wiese;Erin N. Gilbertson;J. Arroyave;M. Stiassny;S. E. Alter;Richard Borowsky;Dean A Hendrickson;Dahiana Arcila;S. McGaugh
  • 通讯作者:
    S. McGaugh
Phylogenomic and comparative genomic analyses support a single evolutionary origin of flatfish asymmetry.
系统发育和比较基因组分析支持比目鱼不对称性的单一进化起源。
  • DOI:
    10.1038/s41588-024-01784-w
  • 发表时间:
    2024-05-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    30.8
  • 作者:
    Emanuell Duarte;Ulises Rosas;Matt Friedman;Gavin C Woodruff;L. C. Hughes;Kent E Carpenter;William T. White;J. Pogonoski;Mark Westneat;J. M. Díaz de Astarloa;Jeffrey T Williams;Mudjekeewis D Santos;Omar Domínguez;Guillermo Ortí;Dahiana Arcila;Ricardo Betancur
  • 通讯作者:
    Ricardo Betancur
Conservation of Affinity Rather Than Sequence Underlies a Dynamic Evolution of the Motif-Mediated p53/MDM2 Interaction in Ray-Finned Fishes
射线鳍鱼类中基序介导的 p53/MDM2 相互作用动态进化的基础是亲和力守恒而不是序列守恒
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Filip Mihalič;Dahiana Arcila;Mats E. Pettersson;Pouria Farkhondehkish;Eva Andersson;Leif Andersson;Ricardo Betancur;P. Jemth
  • 通讯作者:
    P. Jemth

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    2023
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CAREER: Integrating Genomic, Paleoclimatic, and Morphological Approaches to Unravel the Evolutionary History of Fossil and Extant Marine Fishes Over Time
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    1811748
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    2018
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知道了