Vestigial organs are historical echoes of past phenotypes. Determining whether a specific organ constitutes a functional or vestigial structure can be a challenging task, given that distinct levels of atrophy may arise between and within lineages. The mammalian pineal gland, an endocrine organ involved in melatonin biorhythmicity, represents a classic example, often yielding contradicting anatomical observations. In Xenarthra (sloths, anteaters, and armadillos), a peculiar mammalian order, the presence of a distinct pineal organ was clearly observed in some species (i.e., Linnaeus’s two-toed sloth), but undetected in other closely related species (i.e., brown-throated sloth). In the nine-banded armadillo, contradicting evidence supports either functional or vestigial scenarios. Thus, to untangle the physiological status of the pineal gland in Xenarthra, we used a genomic approach to investigate the evolution of the gene hub responsible for melatonin synthesis and signaling. We show that both synthesis and signaling compartments are eroded and were probably lost independently among Xenarthra orders. Additionally, by expanding our analysis to 157 mammal genomes, we offer a comprehensive view showing that species with very distinctive habitats and lifestyles have convergently evolved a similar phenotype: Cetacea, Pholidota, Dermoptera, Sirenia, and Xenarthra. Our findings suggest that the recurrent inactivation of melatonin genes correlates with pineal atrophy and endorses the use of genomic analyses to ascertain the physiological status of suspected vestigial structures.

残留器官是过去表型的历史回声。鉴于谱系之间和谱系内可能出现不同程度的萎缩，确定特定器官是构成功能性结构还是退化结构可能是一项具有挑战性的任务。哺乳动物松果体是一种参与褪黑激素生物节律性的内分泌器官，是一个典型的例子，通常会产生相互矛盾的解剖观察结果。在 Xenarthra（树懒、食蚁兽和犰狳）这种特殊的哺乳动物目中，在某些物种（即林奈的二趾树懒）中清楚地观察到了独特的松果体器官的存在，但在其他密切相关的物种（即棕色- 喉树懒）。在九带犰狳中，相互矛盾的证据支持功能性或退化性情景。因此，为了解开 Xenarthra 松果体的生理状态，我们使用基因组方法来研究负责褪黑激素合成和信号传导的基因中心的进化。我们表明合成和信号室都被侵蚀，并且可能在 Xenarthra 订单中独立丢失。此外，通过将我们的分析扩展到 157 种哺乳动物基因组，我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。我们使用基因组方法来研究负责褪黑激素合成和信号传导的基因中心的进化。我们表明合成和信号室都被侵蚀，并且可能在 Xenarthra 订单中独立丢失。此外，通过将我们的分析扩展到 157 种哺乳动物基因组，我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。我们使用基因组方法来研究负责褪黑激素合成和信号传导的基因中心的进化。我们表明合成和信号室都被侵蚀，并且可能在 Xenarthra 订单中独立丢失。此外，通过将我们的分析扩展到 157 种哺乳动物基因组，我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。我们表明合成和信号室都被侵蚀，并且可能在 Xenarthra 订单中独立丢失。此外，通过将我们的分析扩展到 157 种哺乳动物基因组，我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。我们表明合成和信号室都被侵蚀，并且可能在 Xenarthra 订单中独立丢失。此外，通过将我们的分析扩展到 157 种哺乳动物基因组，我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。我们提供了一个全面的观点，表明具有非常独特的栖息地和生活方式的物种已经趋同进化出类似的表型：鲸目、金翅目、皮翅目、海葵属和 Xenarthra。我们的研究结果表明，褪黑激素基因的反复失活与松果体萎缩相关，并支持使用基因组分析来确定疑似退化结构的生理状态。