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Morphological evolution of the mammalian cecum and cecal appendix - 03/01/17

Évolution morphologique de l’appendice du cæcum des mammifères

Doi : 10.1016/j.crpv.2016.06.001 
Heather F. Smith a, b, , William Parker c, Sanet H. Kotzé d, Michel Laurin e
a Department of Anatomy, and College of Veterinary Medicine, Midwestern University, Glendale, AZ 85308, USA 
b School of Human Evolution and Social Change, Arizona State University, Tempe, AZ 85287, USA 
c Department of Surgery, Duke University Medical Center, Durham, NC 27710, USA 
d Department of Biomedical Sciences, Faculty of Medicine and Health Sciences, University of Stellenbosch, Tygerberg, South Africa 
e UMR 7027, CNRS/MNHN/UPMC, Centre de recherches sur la paléobiodiversité et les paléoenvironnements, Sorbonne Universités, Muséum national d’histoire naturelle, Paris, France 

Corresponding author. Department of Anatomy, Midwestern University, 19555 N, 59th Avenue, Glendale, AZ 85308, USA.

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Abstract

The evolutionary pressures leading to the appearance of the cecal appendix, its evolutionary relationships with the cecum, and the link between these gastrointestinal characters and ecology remain controversial. We collected data on appendix presence and size, other gastrointestinal characters, ecological variables, dietary habits, and social characters hypothesized to drive appendix evolution for 533 mammalian species. Using phylogeny-informed analyses, we identified the first evidence of a positive correlation between appendix presence and cecal apex thickness, and a correlation with cecal morphology, suggesting that the appendix and cecum may be evolving as a module, the cecoappendicular complex. A correlation between appendix presence and concentration of cecal lymphoid tissue supports the hypothesis of an adaptive immune function for this complex. Other new findings include an inverse correlation between relative cecum length and habitat breadth, and positive relationships between cecum length and mean group size, and between colon length and weaning age.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Les pressions sélectives qui ont mené à l’apparition de l’appendice du cæcum, les relations entre cet appendice et le cæcum, ainsi que les liens entre ces caractères gastro-intestinaux et l’écologie demeurent discutés. Nous avons compilé des données sur la présence et la taille de l’appendice, d’autres caractères gastro-anatomiques et des variables écologiques, alimentaires et sociales pour 533 espèces de mammifères. À l’aide d’analyses prenant en compte la phylogénie, nous avons obtenu de premiers résultats en faveur d’une corrélation positive entre la présence de l’appendice et l’épaisseur de l’apex du cæcum, ainsi qu’une corrélation avec la morphologie de ce dernier, ce qui suggère que l’appendice et le cæcum évoluent comme un module, le complexe cæco-appendiculaire. Une corrélation entre la présence de l’appendice et la concentration de tissus lymphoïdes dans le cæcum corrobore l’hypothèse selon laquelle l’appendice a une fonction immunologique. D’autres résultats nouveaux incluent une relation inverse entre la longueur relative du cæcum et la largeur d’habitat, ainsi que des relations positives entre la longueur du cæcum et la taille moyenne du groupe, ainsi qu’entre la longueur du côlon et l’âge au sevrage.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Adaptation, Appendicitis, Cecal appendix, Comparative methods, Gastrointestinal anatomy, Immune system, Evolutionary ecology

Mots clés : Adaptation, Appendicite, Appendice du cæcum, Méthodes comparatives, Anatomie gastro-intestinale, Système immunitaire, Écologie évolutive


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Vol 16 - N° 1

P. 39-57 - janvier 2017 Retour au numéro
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