Scientific Reports Veröffentlicht: 30. September 2020
Aenigmachannidae, a new family of snakehead fishes (Teleostei: Channoidei) from subterranean waters of South India
Aenigmachannidae, eine neue Familie von Schlangenkopffischen (Teleostei: Channoidei) aus unterirdischen Gewässern Südindiens
Autoren
Ralf Britz ,Neelesh Dahanukar ,VK Anoop ,Siby Philip ,Brett Clark ,Rajeev Raghavan &Lukas Rüber Wissenschaftliche Berichte Volumen 10 , Artikelnummer: 16081 ( 2020 ) Zitieren Sie diesen Artikel
Abstrakt
Eine ausgeprägte organismusweite morphologische Stase in der Evolution hat zu Taxa mit ungewöhnlich hoher Anzahl primitiver Charaktere geführt. Diese "lebenden Fossilien" spielen eine herausragende Rolle für unser Verständnis der Diversifizierung der betreffenden Gruppe. Hier bieten wir die erste detaillierte osteologische Analyse von Aenigmachanna gollum basierend auf hochauflösenden Nano-CT-Scans und einem geklärten und gefärbten Exemplar dieses kürzlich beschriebenen Schlangenkopffisches aus unterirdischen Gewässern von Kerala in Südindien. Zusätzlich zu einer Reihe von abgeleiteten und einzigartigen Merkmalen weist Aenigmachanna mehrere Charaktere auf, die mutmaßlich primitive Bedingungen aufweisen, die in der Familie der Channidae nicht anzutreffen sind. Unsere morphologische Analyse liefert Hinweise auf die phylogenetische Position von Aenigmachannaals Schwestergruppe von Channidae. Molekularanalysen unterstreichen weiter die Einzigartigkeit von Aenigmachanna und zeigen, dass es sich um eine separate Linie von Schlangenköpfen handelt, die sich je nach verwendeter fossiler Kalibrierung vor mindestens 34 oder 109 Millionen Jahren von ihrer Schwestergruppe getrennt haben. Dies könnte darauf hinweisen, dass Aenigmachanna gondwanischeist eine gondwanische Linie, die das Auseinanderbrechen des Superkontinents überlebt hat, wobei sich Indien mit etwa 120 mya von Afrika trennt. Die überraschende morphologische Ungleichheit von Aenigmachanna von Mitgliedern der Channidae führte dazu, dass wir eine neue Familie von Schlangenkopffischen, Aenigmachannidae, die Schwestergruppe der Channidae, errichteten, um diese einzigartigen Schlangenkopffische aufzunehmen.
Aenigmachanna Gollum . ( a ) 60,6 mm lebendes Individuum (KUFOS 2019.8.226), grüner Pfeil markiert die Position der Entlüftung; ( b ) CT-Scan-Bild des Skeletts eines 90,2-mm-Holotyps (BNHS FWF 966), grüner Pfeil markiert die Position der Entlüftung und roter Pfeil den ersten Schwanzwirbel; ( c ) CT-Scan-Bild des Kopfes des Holotyps, gelbe Pfeile markieren den postorbitalen Prozess und die hintere Spitze des stark verlängerten Oberkiefers; ( d ) CT-Scan-Bild des kaudalen Skeletts des Holotyps, beachten Sie das Fehlen von Day's Knochen und das Vorhandensein einer distal gegabelten hämalen Wirbelsäule (gelber Pfeil) auf dem zweiten präuralen Zentrum; ( e) CT-Scan-Bild einer mit Jod gefärbten 124,5-mm-Probe (KUFOS 2019.8.225) in Seitenansicht. Die Schwimmblase ist blau über dem Verdauungssystem (grün) dargestellt. Beachten Sie die Schwimmblase, die auf Höhe des 8. postanalen Wirbels endet.
Einführung
Unter der scheinbar endlosen Vielfalt des Tierlebens auf unserem Planeten haben einige wenige Arten eine einzigartige Position für unser Verständnis der Entwicklung der Gruppe, zu der sie gehören. Solche Taxa wurden zuvor mit dem Begriff "lebendes Fossil" ab Darwin 1 charakterisiert oder als "Basaltaxa" 2 bezeichnet . Sie weisen ein bemerkenswertes Maß an morphologischer Stase auf, was durch eine überraschend große Anzahl primitiver Charaktere im Vergleich zu ihrer vorhandenen Schwestergruppe belegt wird, und repräsentieren häufig Linien mit nur wenigen vorhandenen Vertretern und einer eingeschränkten Verteilung. Weit verbreitete Beispiele für "lebende Fossilien" oder "Basaltaxa" bei Wirbeltieren sind der Coelacanth Latimeria , der Lungenfisch Neoceratodus und der Tuatara Sphenodon oder der Schnabeltier Ornithorhynchus . Eines der jüngsten Beispiele für Wirbeltiere ist der Aal Protanguilla palau 3 , der viele primitive morphologische Merkmale kombiniert, die sonst nur aus fossilen Kreideaalen bekannt sind.
Wie wir hier zeigen, ist Aenigmachanna gollum aus unterirdischen Gewässern im Gebiet der westlichen Ghats auf der indischen Halbinsel eine weitere neuere Entdeckung, die zur Charakterisierung des Basaltaxons 2 passt . Das Gebiet, in dem Aenigmachanna gesammelt wurde, ist Teil des Western Ghats - Sri Lanka Hotspot, eines der bedeutendsten globalen Biodiversitäts-Hotspots 4 , 5 , 6 . Sein hohes Maß an Endemismus 6 , 7 , 8 ist nicht nur das Ergebnis der jüngsten Strahlung 9 , sondern auch das Vorhandensein einer Reihe alter Abstammungslinien 10 , 11 , 12 . Insbesondere bei Wirbeltieren gibt es in den westlichen Ghats eine Reihe solcher Reliktlinien, häufig mit unklaren phylogenetischen Beziehungen wie dem Cypriniden Lepidopygopsis 13 und dem Wels Kryptoglanis 14 oder mit entfernten biogeografischen Verbindungen wie dem grabenden Frosch Nasikabatrachus 15 .
Einige der seltsamsten Reliktlinien unter den Wirbeltieren der Western Ghats sind Süßwasserfische aus unterirdischen Gewässern in den Lateritgebieten am Fuße der Küste. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wurden aus diesem ungewöhnlichen Lebensraum insgesamt zehn Süßwasserfischarten beschrieben: drei Arten der blinden, pigmentlosen Welsgattung Horaglanis 16 , 17 , 18 , der rätselhafte Wels Kryptoglanis 19 , drei stark verlängerte Peitschenarten wie Arten der Sumpfaalgattung Monopterus 20 , 21 , 22 , die Miniatur-, Rücken- und Beckenflossen- Aalschmerle Pangio bhujia 23 und der kürzlich entdeckte Gollum-Schlangenkopf Aenigmachanna gollum 24 sowie seine Schwesterspezies A. mahabali 25 .
Schlangenkopffische sind mittelgroße bis große Süßwasserfresser, die in West- und Zentralafrika sowie in weiten Teilen Asiens verbreitet sind 26 . Sie sind obligatorische Luftatmer, die Luft in ihr suprabranchiales Organ schlucken, in dem ein Gasaustausch stattfindet, der es ihnen ermöglicht, in sauerstoffarmen Gewässern und sogar an Land zu überleben 27 . Einige Arten sind außerhalb ihres heimischen Verbreitungsgebiets hochinvasiv geworden, und zwei Arten sind jetzt in den Vereinigten Staaten 28 , 29 etabliert . Schlangenkopffische haben elterliche Fürsorge und bewachen entweder primitiv ein Nest aus schwimmenden Eiern an der Wasseroberfläche oder sind als abgeleitete Bedingung Maulbrüter 30 .
Hier liefern wir die Ergebnisse der ersten osteologischen Studie an dem unterirdischen Schlangenkopffisch Aenigmachanna, die aus hochauflösenden Nano-CT-Scans erhalten wurde. Darüber hinaus führten wir die erste morphologische und molekulare Analyse durch, um die phylogenetische Position unter Channoidei zu untersuchen. Wir zeigen, dass Aenigmachanna im Verhältnis zu seiner Schwestergruppe, den Channidae, eine unerwartet große Anzahl primitiver Zustände in seinem Skelett aufweist. Die Einzigartigkeit von Aenigmachanna wird durch unsere molekulare Analyse weiter gestützt, die auch auf ein überraschend hohes Alter für diese Linie hinweist. Basierend auf unseren morphologischen und molekularen Ergebnissen ordnen wir Aenigmachanna , bestehend aus zwei Arten, in eine eigene Familie ein, Aenigmachannidae.
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