Macro-évolution de la taille du génome chez les sarcoptérygiens lors de la transition eau–terre

La taille du génome couvre une gamme de 1 à 300 chez les vertébrés (132 pg pour Protopterus aethiopicus, poisson marbré à poumon et 0,35 pg pour Tetraodon nigroviridis, poisson globe à taches vertes). Tandis que l’analyse phylogénétique de la taille du génome a aidé à clarifier comment cette variation a évolué dans de multiples groupes de tétrapodes, la condition de tétrapode ancestral reste mal caractérisée, et ceci perturbe notre compréhension de la polarité de l’état des caractères et des tendances de la macro-évolution dans la taille du génome. Dans le but de s’ataquer à ce problème, nous utilisons des méthodes phylogénétiques comparatives pour analyser les données paléohistologiques de 8 taxons de la période Paléozoïque moyen et supérieur–Mésozoïque inférieur : Eustenopteron, Ichthyostega, Acheloma, Eryops, Trimerorhachis, Wetlugasaurus, un dissorophoïdé indéterminé et Chroniosaurus. Cinq autres taxons éteints ont été inclus à partir d’études antérieures pour mieux étayer nos résultats : Marmorerpeton, Cardiocephalus, Diplocaulus, un sauropsidé basal indéterminé et Mycterosaurus. Nous augmentons un groupe de données histologiques et de taille du génome, précédemment acquises (incluant des données sur 14 lissamphibiens, 3 tortues, Sphenodon, 5 squamates, 2 crocodiliens, 11 oiseaux et 22 mammifères) avec des données histologiques et de taille du génome de Latimeria actuel et de 3 actinoptérygiens éteints. Nos résultats suggèrent que les 8 taxons éteints nouvellement analysés ont des tailles de génome allant de 3,2 pg à 3,9 pg. Ces résultats impliquent que les tétrapodes de base ont des tailles de génome (et des architectures génomiques sous-jacentes) similaires à celles des mammifères et des lépidosaures actuels. Nous ne trouvons aucun changement majeur dans la taille du génome au cours de la transition eau–terre. Notre analyse suggère qu’ Eusthenopteron et Ichthyostega ont des tailles de génome bien dans la gamme de celles des actinoptéryiens et des Latimeria actuels, malgré quelques duplications du génome entier chez les actinoptérygiens.Genome size spans over a 300-fold range among vertebrates (132 pg for Protopterus aethiopicus, the marbled lungfish, and 0.35 pg for Tetraodon nigroviridis, the green spotted pufferfish). While phylogenetic analysis of genome size has helped clarify how this variation evolved in multiple tetrapod groups, the ancestral tetrapod condition still remains poorly characterized, and this obscures our understanding of character state polarity and macroevolutionary trends in genome size. To address this problem, we used phylogenetic comparative methods to analyze paleohistological data from eight taxa of the Middle and Late Paleozoic to the Early Mesozoic: Eusthenopteron, Ichthyostega, Acheloma, Eryops, Trimerorhachis, Wetlugasaurus , an unidentified dissorophoid, and Chroniosaurus. Five other extinct taxa were included from previous studies to better frame our results, including Marmorerpeton, Cardiocephalus, Diplocaulus, an unidentified basal sauropsid, and Mycterosaurus. We augmented a previously reported histological and genome size data set (including data from 14 lissamphibians, three testudines, Sphenodon, five squamates, two crocodilians, 11 birds, and 22 mammals) with genome size and histological data from extant Latimeria and three extant actinopterygians. Our results suggest that all eight of the newly analyzed extinct taxa had genome sizes ranging between 3.2 and 3.9 pg. These results imply that basal tetrapods had genome sizes (and underlying genomic architectures) similar to extant mammals and lepidosaurs. We find no major shifts in genome size during the tetrapod water-to-land transition. Our analysis suggests that Eusthenopteron and Ichthyostega had genome sizes well within the range of extant actinopterygians and Latimeria, despite several whole-genome duplications in actinopterygians.