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Comparative survey of early embryogenesis of Secernentea (Nematoda), with phylogenetic implications

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Abstract:

Insight into the evolution of class Secernentea (Nematoda) for the purpose of providing a phylogenetic context for the model Caenorhabditis elegans is being gained from the use of molecular character sets. Such phylogenies provide a framework for mapping the evolution of diversity in some early-development characters for 70 species and 19 families of Secernentea. These characters include (i) whether AB and P1 blastomeres initially develop at the same (synchronous) or different (asynchronous) rates, (ii) whether AB and P1 are initially aligned along the linear axis of the embryo (tandem pattern) or obliquely (rhomboidal pattern), and (iii) whether the founder germ cell, P4, is established early, i.e., by the sixth cleavage, or later. Evolutionary polarity of characters was evaluated through outgroup comparisons. From our data the following inferences are made. The derived character, late establishment of P4, evolved primarily in the ancestor of the monophyletic groups Diplogastrina, Rhabditina, and Panagrolaimidae. Asynchronous development is convergent, defining one clade of Tylenchina as well as Cephalobina, and also arising independently in Aphelenchina. The rhomboidal embryo is ancestral to the tandem-pattern embryo that defines a second clade of Tylenchina. Early-embryo characters are congruent with the polyphyly of Cephalobina and Aphelenchina, as has been demonstrated by molecular phylogenies. Many aspects of early embryogenesis, rather than being highly conserved, evolve at a rate appropriate to defining taxa within Secernentea.

La compréhension de l'évolution de la classe des Secernentea (Nematoda) comme contexte phylogénétique du modèle Caenorhabditis elegans ressort des ensembles de caractéristiques moléculaires. Ces phylogénies servent de cadre à l'étude de l'évolution de la diversité de certains caractères du début du développement chez 70 espèces de 19 familles de Secernentea. Lors de l'étude des caractères, il a falluc déterminer (i) si, au départ, les blastomères AB et P1 se développent au même rythme (synchrones) ou à des rythmes différents (asynchrones), (ii) si au départ AB et P1 s'alignent le long de l'axe linéaire de l'embryon (arrangement en tandem) ou s'ils sont obliques à l'axe (arrangement rhomboïde) et (iii) si la cellule germinale fondatrice, P4, est établie tôt, dès le sixième clivage, ou plus tard. La polarité évolutive des caractères est évaluée par comparaison à des groupes externes. De nos données, nous pouvons conclure que l'établissement tardif de P4, un caractère dérivé, est apparu d'abord chez l'ancêtre du groupe monophylétique Diplogastrina, Rhabditina et Panagrolaimidae, que le développement asynchrone qui définit un clade de Tylenchina, un autre de Cephalobina est un caractère convergent qui est aussi apparu indépendamment chez les Aphelenchina, et que l'embryon rhomboïde précède l'embryon en tandem qui définit un second clade de Tylenchina. Les caractères du début de l'embryogenèse s'accordent avec l'hypothèse du polyphylétisme des Cephalobina et des Aphelenchina, tel que démontré par les phylogénies moléculaires. Plusieurs aspects du début de l'embryogenèse ne sont pas des caractères statiques, mais ils évoluent à un rythme qui permet de définir les taxons chez les Secernentea.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2001

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nrc/cjz/2001/00000079/00000001/art00010
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