[论文解读] Reproductive trends, habitat type and body characteristics in velvet worms (Onychophora)

Julían Mónge-Nájera|arXiv (Cornell University)|Nov 3, 2015

Tardigrade Biology and Ecology参考文献 11被引用 12

一句话总结

本研究分析了72种有爪动物的繁殖策略、栖息地影响及形态变异，发现年降雨量较低的地区与Peripatopsidae类群的繁殖延迟、繁殖力提高及生殖休眠相关。体型较大的物种表现出更高的形态可塑性，且雌性在体型和体重上始终大于雄性，且变异程度更高；在Peripatid类群中，不同种内个体在附肢数量和体长上存在显著变异。

ABSTRACT

A quantitative analysis of several onychophoran characteristics shows that in habitats with lower rain levels females reproduce at an older age, are more fecund and tend to have reproductive diapause where rain does not exceed a mean of 200 cm/year. These habitat characteristics are associated with the southern family Peripatopsidae. Sex ratio and parental investment per young are not correlated with general environmental conditions. A comparison of 72 species showed that larger species are often more variable in morphometry, but species with the longest females do not always have the longest males. Larger Peripatus acacioi females (Peripatidae: Brazil) produce more and heavier off spring. Intrapopulation morphology was studied in 12 peripatid species for which samples of between II and 798 individuals were available. In general, within populations the females are more variable than males in length and weight, but similarly variable in the number of legs. The number of legs has a low variability (1.73-2.45%). length is intermediate (22.4-25.3%) and weight is very variable (49.41-75.17%). When sexes are compared within a population, females can have 14-8.9 % more leg pairs, and be 47-63 % heavier and 26 % longer than males.

研究动机与目标

• 调查栖息地条件（尤其是降雨量）如何影响有爪动物的繁殖时机与繁殖力。
• 评估体形大小、形态可塑性与繁殖投入在有爪动物类群间的关联。
• 比较Peripatid类群种内及种间群体在形态测量特征（体长、体重、附肢数）上的性二态性。
• 确定性别比例与亲代投资是否与广泛的环境条件相关。

提出的方法

• 对来自不同栖息地的72种有爪动物的形态与繁殖数据进行定量分析。
• 比较不同年降雨量水平下各物种的繁殖特征（首次繁殖年龄、繁殖力、生殖休眠）。
• 对12种Peripatid类群进行种内形态分析，样本量从12至798个不等。
• 通过计算变异系数（CV）评估种群内体长、体重及附肢数的形态可塑性。
• 对种群内雌雄个体特征进行统计比较，以量化性二态性程度。
• 利用期刊文献数据（Rev. Biol. Trop. 42(3): 611–622, 1994）验证原始数据集的研究结果。

实验结果

研究问题

• RQ1 年降雨量在多大程度上影响有爪动物物种的繁殖时机与繁殖力？
• RQ2 有爪动物物种的体形大小与形态可塑性之间存在何种关系？
• RQ3 在同一种群中，雌性与雄性在形态测量特征上的差异程度如何？
• RQ4 亲代投资或性别比例是否与栖息地类型或降雨量等一般环境条件相关？
• RQ5 不同有爪动物科之间是否存在一致的形态可塑性模式？

主要发现

• 在年降雨量低于200 cm/年的栖息地中，雌性繁殖年龄更晚，繁殖力更高，并表现出生殖休眠，尤其在南半球的Peripatopsidae类群中更为明显。
• 体型较大的有爪动物物种表现出更高的形态测量可塑性，尽管体型最长的雌性并不总是对应最长的雄性。
• 巴西的Peripatus acacioi雌性产生更多且更重的后代，表明雌性体型与繁殖输出之间存在正相关关系。
• 在种群内，雌性在体长和体重上的变异程度高于雄性（CV：22.4–25.3% 和 49.41–75.17%），而附肢数的变异程度较低（1.73–2.45%）。
• 在同一种群中，雌性体长平均长出26%，体重重47–63%，附肢对数多出8.9–14%。
• 附肢数在不同物种间高度保守，变异极小，而体重在种群内的变异程度最高。