Strong trait correlation and phylogenetic signal in North American ground beetle (Carabidae) morphology
Strong trait correlation and phylogenetic signal in North American ground beetle (Carabidae) morphology
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北美地甲虫（步甲科）形态的强性状相关性和系统发育信号
DOI：
10.1002/ecs2.3832
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.7
通讯作者：
Stachewicz J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stachewicz J
功能特征调节物种对其环境的反应和在环境中的作用，并受到进化历史的限制。虽然我们对鸟类和哺乳动物等宏观类群的性状进化有深入的了解，但我们对无脊椎动物的了解相对有限。在这里，我们利用国家生态观测站网络 (NEON) 的大规模收集和数字化工作，通过地面甲虫（步甲科）样本来解决北美甲虫中的这一空白。对于 154 种地面甲虫物种，我们测量了七种形态特征，并将其放入最近开发的效应响应框架中，该框架通过预测物种对其生态系统的影响或对环境压力的反应来表征特征。然后，我们使用来自同一样本的细胞色素氧化酶 1 序列来生成系统发育，并测试了性状的进化速度和模式。我们发现地面甲虫形态特征中存在强烈的系统发育信号以及它们之间的相关性。这些结果表明，对于这些物种，甲虫体形性状的进化受到限制，并且系统发育惯性比（最近的）环境反应是甲虫性状的更强驱动力。效应和反应特征之间的强相关性表明，未来的环境驱动因素可能会影响这些甲虫的生态组成和功能。
Functional traits mediate species' responses to, and roles within, their environment and are constrained by evolutionary history. While we have a strong understanding of trait evolution for macro‐taxa such as birds and mammals, our understanding of invertebrates is comparatively limited. Here, we address this gap in North American beetles with a sample of ground beetles (Carabidae), leveraging a large‐scale collection and digitization effort by the National Ecological Observatory Network (NEON). For 154 ground beetle species, we measured seven morphological traits, which we placed into a recently developed effect–response framework that characterizes traits by how they predict species' effects on their ecosystems or responses to environmental stressors. We then used cytochrome oxidase 1 sequences from the same specimens to generate a phylogeny and tested the evolutionary tempo and mode of the traits. We found strong phylogenetic signal in, and correlations among, ground beetle morphological traits. These results indicate that, for these species, beetle body shape trait evolution is constrained, and phylogenetic inertia is a stronger driver of beetle traits than (recent) environmental responses. Strong correlations among effect and response traits suggest that future environmental drivers are likely to affect both ecological composition and functioning in these beetles.
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