Phylogeny, ecology, and heart position in snakes

すべての動物の心臓血管系は重力勾配の影響を受けますが、その強さは生物学的特徴、行動、生息場所によって異なります。 垂直な姿勢をとることが多いヘビの心臓の位置を非系統的に分析した結果、心臓の位置は、陸上種と樹上種では頭部から体長の15~25%、水生種では25~45%であることがわかりました。 このことから、樹上性の種では心臓が前方に位置することで、登山などで垂直な姿勢をとる際の静水圧を軽減することができるが、重力の影響を受けにくい水生生物では心臓を前方に位置させる必要がないのではないかと考えられた。 本研究では、Alethinophidia(ヘビの2大分枝の1つで、盲目のヘビであるScolecophidia)の5つの主要な科に属する155種の新しいデータセットを、従来の統計手法と系統樹に基づいた統計手法を用いて分析した。 対数(10)のヘビの心臓の位置を対数(10)のヘビの腹部の長さ(SVL)に回帰した一般線形モデルと、生息地やクレードを表すダミー変数を、尤度比検定と赤池情報量規準を用いて比較した。 吻の先端までの心臓の距離は,SVLと等比級数的に変化した。 いずれの場合も,進化のOrnstein-Uhlenbeckモデルに基づいて枝の長さを変換した系統樹モデルは,非系統樹モデルと比較してデータによく適合した。 ヘビの心臓の位置を予測する最適なモデルには、生息地とクレードの両方の側面が含まれており、今回の研究では、樹上性のヘビは心臓がより後方に配置される傾向があり、これまでの研究で確認された傾向とは逆であることが示された。 また、心臓の相対的な位置に関する系統的なシグナルは、クラッド内でもクラッド間でも明らかであった。 これらの結果から、ヘビが重力勾配を克服するためには、心臓の相対的な位置の変化に加えて、いくつかの心血管や行動の適応が複合的に作用する可能性が高いことが示唆されました。

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