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The molecular evolutionary tree of lizards, snakes, and amphisbaenians - 10/03/09

Doi : 10.1016/j.crvi.2008.07.010 
Nicolas Vidal a, , S. Blair Hedges b
a Département systématique et évolution, UMR 7138, Systématique, évolution, adaptation, case postale 26, Muséum national d’histoire naturelle, 57, rue Cuvier, 75231 Paris cedex 05, France 
b Department of Biology, 208 Mueller Lab, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802-5301, USA 

Corresponding author.

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Abstract

Squamate reptiles (lizards, snakes, amphisbaenians) number approximately 8200 living species and are a major component of the world’s terrestrial vertebrate diversity. Recent molecular phylogenies based on protein-coding nuclear genes have challenged the classical, morphology-based concept of squamate relationships, requiring new classifications, and drawing new evolutionary and biogeographic hypotheses. Even the key and long-held concept of a dichotomy between iguanians (1470 sp.) and scleroglossans (all other squamates) has been refuted because molecular trees place iguanians in a highly nested position. Together with snakes and anguimorphs, iguanians form a clade – Toxicofera – characterized by the presence of toxin secreting oral glands and demonstrating a single early origin of venom in squamates. Consequently, neither the varanid lizards nor burrowing lineages such as amphisbaenians or dibamid lizards are the closest relative of snakes. The squamate timetree shows that most major groups diversified in the Jurassic and Cretaceous, 200–66 million years (Myr) ago. In contrast, five of the six families of amphisbaenians arose during the early Cenozoic, 60–40 Myr ago, and oceanic dispersal on floating islands apparently played a significant role in their distribution on both sides of the Atlantic Ocean. Among snakes, molecular data support the basic division between the small fossorial scolecophidians (370 sp.) and the alethinophidians (all other snakes, 2700 sp.). They show that the alethinophidians were primitively macrostomatan and that this condition was secondarily lost by burrowing lineages. The diversification of alethinophidians resulted from a mid-Cretaceous vicariant event, the separation of South America from Africa, giving rise to Amerophidia (aniliids and tropidophiids) and Afrophidia (all other alethinophidians). Finally, molecular phylogenies have made it possible to draw a detailed evolutionary history of venom among advanced snakes (Caenophidia), a key functional innovation underlying their radiation (2500 sp.). To cite this article: N. Vidal, S.B. Hedges, C. R. Biologies 332 (2009).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Les squamates (lézards, serpents, amphisbènes) comprennent environ 8200 espèces actuelles et forment une composante majeure de la faune de vertébrés terrestres. Des analyses moléculaires récentes à partir de gènes nucléaires codant pour des protéines ont mis en évidence des relations de parenté originales fortement soutenues, nécessitant de nouvelles classifications, et impliquant de nouvelles hypothèses évolutives et biogéographiques. Au sein des squamates, la dichotomie majeure entre les Iguania (1470 sp.) et les Scleroglossa (tous les autres squamates) est réfutée car les Iguania occupent une position très dérivée. Avec les serpents et les anguimorphes, ils forment un clade (nommé Toxicofera) caractérisé par la présence de glandes orales secrétant des toxines, ce qui démontre l’origine précoce et unique du venin au sein des squamates. Ainsi, les plus proches parents des serpents ne sont ni les varans, ni des lignées fouisseuses telles que les amphisbènes ou les Dibamidae. Les estimations des temps de divergence montrent que la majorité des lignées de squamates se sont diversifiées au Jurassique et au Crétacé (il y a entre 200 et 66 millions d’années). Par contre, cinq des six familles d’amphisbènes sont apparues au cours du Cénozoïque (il y a entre 60 et 40 millions d’années), et des événements de dispersions ont joué un rôle important dans leur distribution actuelle de part et d’autre de l’océan atlantique. Au sein des serpents, les données moléculaires soutiennent la division majeure entre les scolécophidiens, de petite taille et fouisseurs (370 sp.), et les aléthinophidiens (tous les autres serpents, 2700 sp.). Elles montrent aussi que les aléthinophidiens étaient primitivement macrostomates et que cette condition a été perdue secondairement par les lignées fouisseuses. La diversification des aléthinophidiens résulte d’un événement de vicariance datant du Crétacé moyen, la séparation de l’Amérique du Sud et de l’Afrique, ayant donné lieu à deux clades nommés Amerophidia (Aniliidae et Tropidophiidae) et Afrophidia (tous les autres aléthinophidiens). Enfin, les phylogénies moléculaires ont permis de reconstruire de façon détaillée l’histoire évolutive du venin au sein des serpents avancés (Caenophidia), une innovation fonctionnelle clé à la base de leur radiation (2500 sp.). Pour citer cet article : N. Vidal, S.B. Hedges, C. R. Biologies 332 (2009).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Lepidosauria, Squamata, Amphisbaenia, Toxicofera, Iguania, Serpentes, Afrophidia, Amerophidia, Caenophidia, Systematics, Biogeography, Taxonomy, Classification

Mots-clés : Lepidosauria, Squamata, Amphisbaenia, Toxicofera, Iguania, Serpentes, Afrophidia, Amerophidia, Caenophidia, Systématique, Biogéographie, Taxonomie, Classification


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Vol 332 - N° 2-3

P. 129-139 - février 2009 Retour au numéro
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