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Cerebrotypes in Cephalopods: Brain Diversity and Its Correlation With Species Habits, Life History, and Physiological Adaptations
Frontiers in Neuroanatomy ( IF 2.1 ) Pub Date : 2020-12-30 , DOI: 10.3389/fnana.2020.565109
Giovanna Ponte , Morag Taite , Luciana Borrelli , Andrea Tarallo , A. Louise Allcock , Graziano Fiorito

Here we analyze existing quantitative data available for cephalopod brains based on classical contributions by J.Z. Young and colleagues, to cite some. We relate the relative brain size of selected regions (area and/or lobe), with behavior, life history, ecology and distribution of several cephalopod species here considered. After hierarchical clustering we identify and describe ten clusters grouping 52 cephalopod species. This allows us to describe cerebrotypes, i.e. differences of brain composition in different species, as a sign of their adaptation to specific niches and/or clades in cephalopod molluscs for the first time. Similarity reflecting niche type has been found in vertebrates, and it is reasonable to assume that it could also occur in Cephalopoda. We also attempted a phylogenetic PCA using Lindgren et al. (2012) data as input tree. However, due to the limited overlap in species considered, the final analysis was carried out on less than 30 species, thus reducing the impact of this approach. Nevertheless, our analysis suggest that the phylogenetic signal alone cannot be a justification for the grouping of species, although biased by the limited set of data available to us. Based on these preliminary findings, we can only hypothesize that brains evolved in cephalopods on the basis of different factors including phylogeny, possible development and the third factor, i.e. life-style adaptations. Our results support the working hypothesis that the taxon evolved different sensorial and computational strategies to cope with the various environments (niches) occupied in the oceans. This study is novel for invertebrates, to the best of our knowledge.

中文翻译:

头足类中的脑型:脑多样性及其与物种习性,生活史和生理适应性的关系。

在这里,我们根据JZ Young及其同事的经典贡献分析现有的可用于头足类大脑的定量数据,并列举了一些数据。我们将选定区域(区域和/或肺叶)的相对大脑大小与行为,生活史,生态学和这里考虑的几种头足类物种的分布联系起来。在分层聚类之后,我们确定并描述了十个聚类,将52个头足类物种分组。这使我们能够描述脑型,即不同物种的大脑组成的差异,这是它们首次适应头足类软体动物的特定壁ni和/或进化枝的迹象。已经在脊椎动物中发现了反映生态位类型的相似性,可以合理地假设它也可能出现在头足类动物中。我们还尝试了使用Lindgren等人的系统发生PCA。(2012)数据作为输入树。但是,由于所考虑的物种之间的重叠非常有限,因此对不到30种物种进行了最终分析,从而减少了该方法的影响。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。由于所考虑的物种之间的重叠有限,因此仅对不到30种物种进行了最终分析,从而减少了该方法的影响。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。由于所考虑的物种之间的重叠有限,因此仅对不到30种物种进行了最终分析,从而减少了该方法的影响。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。最终分析是针对不到30个物种进行的,因此减少了这种方法的影响。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。最终分析是针对不到30个物种进行的,因此减少了这种方法的影响。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。尽管如此,我们的分析表明,尽管系统信息有限,但仅通过系统发生信号就不能为物种分组辩护。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。基于这些初步发现,我们只能假设大脑是根据不同的因素在头足类中进化的,这些因素包括系统发育,可能的发育以及第三种因素,即生活方式的适应。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。我们的结果支持以下工作假设:分类群进化出不同的感官和计算策略来应对海洋中所占据的各种环境(生态位)。据我们所知,这项研究对于无脊椎动物而言是新颖的。
更新日期:2020-12-30
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