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Molecular phylogeny of the protochordates: chordate evolution

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Abstract:

The deuterostomes are a monophyletic group of multicellular animals that include the Chordata, a phylum that exhibits a unique body plan within the metazoans. Deuterostomes classically contained three phyla, Echinodermata, Hemichordata, and Chordata. Protochordata describes two invertebrate chordate subphyla, the Tunicata (Urochordata) and the Cephalochordata. Tunicate species are key to understanding chordate origins, as they have tadpole larvae with a chordate body plan. However, molecular phylogenies show only weak support for the Tunicata as the sister-group to the rest of the chordates, suggesting that they are highly divergent from the Cephalochordata and Vertebrata. We believe that members of the Tunicata exhibit a unique adult body plan and should be considered a separate phylum rather than a subphylum of Chordata. The molecular phylogeny of the deuterostomes is reviewed and discussed in the context of likely morphological evolutionary scenarios and the possibility is raised that the ancestor of the Tunicata was colonial. In this scenario, the colonial tadpole larva would more resemble an ancestral chordate than the solitary tadpole larva. In contrast, the true chordates (vertebrates and cephalochordates) would have evolved from filter-feeding benthic worms with cartilaginous gill slits, similar to extant enteropneust hemichordates.

Les deutérostomiens sont un groupe monophylétique d'animaux multicellulaires qui inclut les chordés, un phylum qui possède un plan du corps unique parmi les métazoaires. Les deutérostomiens regroupent classiquement trois phylums, les échinodermes, les hémichordés et les chordés. Les protochordés réunissent deux sous-phylums des chordés invertébrés, les tuniciers (urochordés) et les céphalochordés. Les espèces de tuniciers sont de grande importance pour l'étude de l'origine des chordés, car elles possèdent des larves en forme de têtards qui ont un plan de corps du même type que les chordés. Cependant, les phylogénies moléculaires n'appuient que faiblement la position des tuniciers comme groupe-soeur du reste des chordés, ce qui laisse croire qu'ils ont divergé fortement des céphalochordés et des vertébrés. Nous croyons que les tuniciers possèdent chez l'adulte un plan du corps tout à fait particulier et devraient former un phylum séparé, plutôt qu'un sous-phylum des chordés. Nous passons en revue la phylogénie moléculaire des deutérostomiens dans le contexte de divers scénarios plausibles d'évolution morphologique et nous évoquons la possibilité que l'ancêtre des tuniciers soit colonial. Dans un tel scénario, la larve de type têtard coloniale ressemblerait plus à un ancêtre des chordés que la larve de type têtard solitaire. Par contraste, les véritables chordés (vertébrés et céphalochordés) auraient évolué à partir de vers benthiques à alimentation par filtration, possédant des fentes branchiales cartilagineuses et semblables aux hémichordés entéropneustes actuels.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-01-01

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