Commerson’s dolphin (Cephalorhynchus commersonii), Peale’s dolphin (Lagenorhynchus australis), dusky dolphin (Lagenorhynchus obscurus), and hourglass dolphin (Lagenorhynchus cruciger) are closely related species occurring in the Southern Hemisphere. Even though they are partially sympatric, they have evolved towards diverse foraging strategies, prey, and habitat preferences. Size variation occurs both among and within species. Our goal was to study the allometric patterns and ontogenetic trajectories in the vertebral column of these dolphins related to their ecology. We choose nine functionally homologous vertebrae in each column and digitized five different tridimensional configurations, containing 28 to 41 landmarks depending on the functional region under analysis. We explored different levels of allometry (static, ontogenetic, and evolutionary) using multivariate regressions of shape vs. log-transformed centroid size. We compared ontogenetic allometry regression vectors to evidence differences in growth patterns. Finally, we calculated Procrustes distances of shape configurations to determine the timing of shape shifts. Of the studied species, When compared to the Lagenorhynchus species, Commerson’s dolphin showed the highest degrees of allometry, both static and ontogenetic. The macroevolutive trends indicate a high degree of evolutionary morphological change, which could be associated with the rapid evolutionary radiation proposed for the group. This is the first time that allometric changes are studied in small cetaceans by means of 3D geometric morphometrics.

中文翻译：

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南半球海豚脊柱的异速生长和个体发育：一种 3D 形态功能方法

康姆森海豚 (Cephalorhynchus commersonii)、皮尔海豚 (Lagenorhynchus australis)、黑海豚 (Lagenorhynchus obscurus) 和沙漏海豚 (Lagenorhynchus cruciger) 是南半球的近亲物种。尽管它们是部分同域的，但它们已经朝着多样化的觅食策略、猎物和栖息地偏好进化。大小变异发生在物种之间和物种内部。我们的目标是研究这些海豚脊柱中与其生态相关的异速生长模式和个体发育轨迹。我们在每列中选择九个功能同源的椎骨并数字化五个不同的三维配置，根据分析的功能区域包含 28 到 41 个地标。我们探索了不同水平的异速生长（静态、个体发育、和进化）使用形状与对数转换质心大小的多元回归。我们将个体发育异速生长回归向量与生长模式的证据差异进行了比较。最后，我们计算了形状配置的 Procrustes 距离，以确定形状变化的时间。在研究的物种中，与 Lagenorhynchus 物种相比，Commerson's 海豚显示出最高程度的异速生长，包括静态和个体发育。宏观进化趋势表明高度的进化形态变化，这可能与为该群体提出的快速进化辐射有关。这是第一次通过 3D 几何形态测量学研究小型鲸类的异速生长变化。我们将个体发育异速生长回归向量与生长模式的证据差异进行了比较。最后，我们计算了形状配置的 Procrustes 距离，以确定形状变化的时间。在研究的物种中，与 Lagenorhynchus 物种相比，Commerson's 海豚显示出最高程度的异速生长，包括静态和个体发育。宏观进化趋势表明高度的进化形态变化，这可能与为该群体提出的快速进化辐射有关。这是第一次通过 3D 几何形态测量学研究小型鲸类的异速生长变化。我们将个体发育异速生长回归向量与生长模式的证据差异进行了比较。最后，我们计算了形状配置的 Procrustes 距离，以确定形状变化的时间。在研究的物种中，与 Lagenorhynchus 物种相比，Commerson's 海豚显示出最高程度的异速生长，包括静态和个体发育。宏观进化趋势表明高度的进化形态变化，这可能与为该群体提出的快速进化辐射有关。这是第一次通过 3D 几何形态测量学研究小型鲸类的异速生长变化。与 Lagenorhynchus 物种相比，Commerson 的海豚表现出最高程度的异速生长，包括静态和个体发育。宏观进化趋势表明高度的进化形态变化，这可能与为该群体提出的快速进化辐射有关。这是第一次通过 3D 几何形态测量学研究小型鲸类的异速生长变化。与 Lagenorhynchus 物种相比，Commerson 的海豚表现出最高程度的异速生长，无论是静态的还是个体遗传的。宏观进化趋势表明高度的进化形态变化，这可能与为该群体提出的快速进化辐射有关。这是第一次通过 3D 几何形态测量学研究小型鲸类的异速生长变化。