In fishes, the evolution of herbivo

In fishes, the evolution of herbivory has occured within a spectrum of digestive strategies, with two extremes on opposite ends: (i) a rate-maximization strategy characterized by high intake, rapid throughput of food through the gut, and little reliance on microbial digestion or (ii) a yield-maximization strategy characterized by measured intake, slower transit of food through the gut, and more of a reliance on microbial digestion in the hindgut. One of these strategies tends to be favored within a given clade of fishes. Here, we tested the hypothesis that rate or yield digestive strategies can arise in convergently evolved herbivores within a given lineage. In the family Stichaeidae, convergent evolution of herbivory occured in Cebidichthys violaceus and Xiphister mucosus, and despite nearly identical diets, these two species have different digestive physiologies. We found that C. violaceus has more digesta in its distal intestine than other gut regions, has comparatively high concentrations (>11 mM) of short-chain fatty acids (SCFA, the endpoints of microbial fermentation) in its distal intestine, and a spike in β-glucosidase activity in this gut region, findings that, when coupled to long retention times (>20 h) of food in the guts of C. violaceus, suggest a yield-maximizing strategy in this species. X. mucosus showed none of these features and was more similar to its sister taxon, the omnivorous Xiphister atropurpureus, in terms of digestive enzyme activities, gut content partitioning, and concentrations of SCFA in their distal intestines. We also contrasted these herbivores and omnivores with other sympatric stichaeid fishes, Phytichthys chirus (omnivore) and Anoplarchus purpurescens (carnivore), each of which had digestive physiologies consistent with the consumption of animal material. This study shows that rate- and yield-maximizing strategies can evolve in closely related fishes and suggests that resource partitioning can play out on the level of digestive physiology in sympatric, closely related herbivores.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในปลา วิวัฒนาการของ herbivory เกิดภายในสเปกตรัมของกลยุทธ์ย่อยอาหาร กับสุดที่สองในปลายตรงกันข้าม: (i) อัตรา maximization กลยุทธ์โดยบริโภคสูง สามารถประมวลผลได้อย่างรวดเร็วของอาหารผ่านลำไส้ และน้อยพึ่งพาจุลินทรีย์ย่อยอาหารหรือ (ii) กลยุทธ์ผลผลิต maximization โดยวัดปริมาณ ขนส่งช้าของอาหารผ่านลำไส้ และพึ่งย่อยอาหารจุลินทรีย์ใน hindgut เพิ่มเติม หนึ่งในวิธีเหล่านี้มีแนวโน้มจะชื่นชอบใน clade กำหนดของปลา ที่นี่ ให้เราทดสอบสมมติฐานว่า อัตราหรือผลผลิตกลยุทธ์ย่อยอาหารอาจเกิดขึ้น convergently พัฒนา herbivores ภายในลินเนจที่กำหนด ในครอบครัว Stichaeidae, convergent วิวัฒนาการของ herbivory เกิดใน Cebidichthys violaceus และ Xiphister mucosus และแม้จะเกือบเหมือนอาหาร สปีชีส์เหล่านี้สอง physiologies ย่อยอาหารแตกต่างกัน เราพบว่า C. violaceus มี digesta เพิ่มมากขึ้นในลำไส้ของกระดูกมากกว่าภูมิภาคอื่นไส้ มีความเข้มข้นสูงที่ดีอย่างหนึ่ง (> 11 มม.) สั้นโซ่กรดไขมัน (SCFA ปลายทางของการหมักจุลินทรีย์) ในลำไส้ของกระดูก และแกนในกิจกรรมβ-glucosidase ในภูมิภาคนี้ไส้ พบว่า เมื่อควบคู่กับเวลาเก็บข้อมูลนาน (> 20 h) อาหารในกึ๋นของ C. violaceus แนะนำกลยุทธ์การเพิ่มผลผลิตในพันธุ์นี้ X. อัพ mucosus แสดงให้เห็นว่าไม่มีคุณลักษณะเหล่านี้ และเพิ่มเติมของน้อง taxon, atropurpureus Xiphister omnivorous กิจกรรมของเอนไซม์ย่อยอาหาร ไส้เนื้อหาการพาร์ทิชัน และความเข้มข้นของ SCFA ในลำไส้ของกระดูก เรายังต่างเหล่านี้ herbivores และ omnivores อื่น ๆ ปลา sympatric stichaeid, Phytichthys chirus (omnivore) และ Anoplarchus purpurescens (มังสวิรัติชอบดื่มแอลกอฮอล์), ซึ่งมี physiologies สอดคล้องกับปริมาณการใช้วัสดุที่สัตว์ย่อยอาหาร การศึกษานี้แสดงว่า กลยุทธ์การเพิ่มราคา และผลผลิตสามารถพัฒนาขึ้นในปลาที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด และแนะนำว่า พาร์ทิชันทรัพยากรสามารถเล่นได้ในระดับของการย่อยอาหารสรีรวิทยาใน herbivores sympatric ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในปลาวิวัฒนาการของ herbivory ได้เกิดขึ้นภายในสเปกตรัมของกลยุทธ์การย่อยอาหารที่มีสองขั้วที่ปลายตรงข้าม (i) กลยุทธ์อัตราสูงสุดที่โดดเด่นด้วยการบริโภคสูงผ่านอย่างรวดเร็วของอาหารผ่านลำไส้และความเชื่อมั่นเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับการย่อยอาหารของจุลินทรีย์ หรือ (ii) เป็นกลยุทธ์ที่ให้ผลตอบแทนสูงสุดที่โดดเด่นด้วยการบริโภควัดขนส่งช้าลงของอาหารผ่านกระเพาะอาหารและอื่น ๆ ของความเชื่อมั่นในการย่อยอาหารของจุลินทรีย์ใน hindgut หนึ่งในกลยุทธ์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะได้รับการสนับสนุนภายใน clade รับของปลา ที่นี่เราได้ทดสอบสมมติฐานว่าอัตราผลตอบแทนหรือกลยุทธ์การย่อยอาหารสามารถเกิดขึ้นในการพัฒนาพันธุ์ convergently ภายในสายเลือดที่กำหนด ในครอบครัว Stichaeidae ที่วิวัฒนาการมาบรรจบของ herbivory เกิดขึ้นใน violaceus Cebidichthys และ Xiphister mucosus และแม้จะมีอาหารที่เกือบจะเท่ากันทั้งสองชนิดมีการย่อยอาหารที่แตกต่างกัน physiologies เราพบว่ามีซี violaceus digesta มากขึ้นในลำไส้ส่วนปลายกว่าภูมิภาคอื่น ๆ ในลำไส้มีความเข้มข้นสูงได้เปรียบโดยเปรียบเทียบ (> 11 มิลลิ) ของห่วงโซ่สั้นกรดไขมัน (SCFA ปลายทางของการหมักจุลินทรีย์) ในลำไส้ส่วนปลายของมันและขัดขวาง กิจกรรมβ-glucosidase ในภูมิภาคลำไส้นี้การค้นพบว่าเมื่อคู่กับครั้งการเก็บรักษายาว (> 20 ชั่วโมง) ของอาหารในความกล้าของซี violaceus ที่แนะนำกลยุทธ์การเพิ่มผลตอบแทนในรูปแบบนี้ เอ็กซ์ mucosus แสดงให้เห็นว่าไม่มีคุณสมบัติเหล่านี้และอื่น ๆ ที่คล้ายกับแท็กซอนของน้องสาวที่กินไม่เลือก Xiphister atropurpureus ในแง่ของการทำงานของเอนไซม์ย่อยอาหารแบ่งเนื้อหาลำไส้และความเข้มข้นของ SCFA ในลำไส้ส่วนปลายของพวกเขา นอกจากนี้เรายังเทียบสัตว์กินพืชเหล่านี้และ omnivores กับปลา stichaeid sympatric อื่น ๆ Phytichthys chirus (ทุกอย่าง) และ Anoplarchus purpurescens (เนื้อ) ซึ่งแต่ละมี physiologies ย่อยอาหารที่สอดคล้องกับการบริโภคของวัสดุสัตว์ การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าอัตราที่กลยุทธ์และการเพิ่มผลผลิตสามารถพัฒนาในปลาที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดและแสดงให้เห็นว่าการแบ่งทรัพยากรที่สามารถเล่นออกมาในระดับของสรีรวิทยาทางเดินอาหารใน sympatric, สัตว์กินพืชเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด