The anterior-most unit of the crown-group arthropod body plan includes three segments, the pre-gnathal segments, that contain three neuromeres that together comprise the brain. Recent work on the development of this anterior region has shown that its three units exhibit many developmental differences to the more posterior segments, to the extent that they should not be considered serial homologs. Building on this revised understanding of the development of the pre-gnathal segments, we suggest a novel scenario for arthropod head evolution. We posit an expansion of an ancestral single-segmented head at the transition from Radiodonta to Deuteropoda in the arthropod stem group. The expanded head subdivided into three segmental units, each maintaining some of the structures of the ancestral head. This scenario is consistent with what we know of head evolution from the fossil record and helps reconcile some of the debates about early arthropod evolution.
Hebrew.
Arabic.
Persian.
Серийная Гомология и Принадлежность Сегментов Головы у Членистоногих Орэн Лев, Грегори Д. Эджкомб и Ариэль Д. ЧипманСамый передний элемент плана строения тела членистоногих коронной группы включает три сегмента, которые являются предшественниками гнатальных сегментов, содержащие три нейромера, что в совокупности составляют мозг. Недавнее исследование развития указанного переднего участка показало, что три его элемента демонстрируют настолько много различий в развитии по сравнению с более задними сегментами, что их не следует считать серийными гомологами. Основываясь на этой пересмотренной концепции развития предшественников гнатальных сегментов, нами предложен новый вариант эволюции головы членистоногих. Мы предполагаем, что увеличение предковой односегментной головы произошло при переходе от Radiodonta к Deuteropoda в стволовой группе членистоногих. Увеличенная голова разделилась на три сегментарных элемента, каждый из которых сохранил некоторые структуры предковой головы. Этот вариант соответствует тому, что нам известно об эволюции головы из описаний окаменелостей, и помогает решить некоторые споры о ранней эволюции членистоногих.
Серійна Гомологія та Приналежність Сегментів Голови у Членистоногих Орен Лев, Грегорі Д. Еджкомб та Аріель Д. ЧіпманНайпередніший елемент плану будови тіла членистоногих коронної групи включає три сегменти, які є попередниками гнатальних сегментів, що містять три нейромери, які в сукупності складають мозок. Нещодавнє дослідження розвитку зазначеної передньої ділянки показало, що три його елементи демонструють настільки багато відмінностей у розвитку у порівнянні з більш задніми сегментами, що їх не варто вважати серійними гомологами. На основі цієї переглянутої концепції розвитку попередників гнатальних сегментів, ми пропонуємо новий варіант еволюції голови членистоногих. Ми вважаємо, що збільшення предкової односегментної голови відбулося при переході від Radiodonta до Deuteropoda у стовбурній групі членистоногих. Збільшена голова розділилася на три сегментарні елементи, кожен із яких зберіг деякі структури предкової голови. Цей варіант узгоджується з тим, що нам відомо про еволюцію голови з описів скам'янілостей, і допомагає вирішити деякі суперечки про ранню еволюцію членистоногих.
Homologie en série et identité des segments dans la tête de l'arthropodes Oren Lev, Gregory D. Edgecombe and Ariel D. ChipmanL'unité la plus antérieure du plan corporel des arthropodes du groupe couronne comprend trois segments, les segments pré-gnathaux, qui contiennent trois neuromères qui, ensemble, constituent le cerveau. Des études récentes sur le développement de cette région antérieure ont montré que ses trois unités présentent de nombreuses différences de développement avec les segments plus postérieurs, au point qu'elles ne doivent pas être considérées comme des homologues sérielles. Basés sur cette révision de notre compréhension du développement des segments pré-gnathaux, nous proposons un nouveau scénario pour l'évolution de la tête des arthropodes. Nous postulons une expansion d'une tête ancestrale mono-segmentaire lors de la transition de Radiodonta à Deuteropoda dans le groupe souche des arthropodes. La tête élargie était divisée en trois unités segmentaires, chacune conservant certaines des structures de la tête ancestrale. Ce scénario est cohérent avec ce que nous savons de l'évolution de la tête à partir des archives fossiles et aide à concilier certains débats sur les stades premiers de l'évolution des arthropodes.
Homología serial e identidad de los segmentos en la cabeza del artrópodos Oren Lev, Gregory D. Edgecombe and Ariel D. ChipmanLa parte más anterior del plano corporal del grupo corona de los artrópodos incluye tres segmentos, los llamados segmentos pregnatales, que a su vez contienen tres neurómeros que constituyen el cerebro en su conjunto. Estudios recientes sobre el desarrollo de esta región anterior han demostrado que sus tres unidades muestran muchas diferencias de desarrollo con respecto a los segmentos posteriores, por lo que no deberían considerarse homólogos seriales. Teniendo en cuenta el desarrollo de los segmentos pregnatales, sugerimos un escenario alternativo para la evolución de la cabeza de los artrópodos. Proponemos la expansión de una cabeza ancestral con solo un segmento en la transición evolutiva de Radiodonta a Deuteropoda en el grupo troncal de los artrópodos. La cabeza expandida se subdividió en tres unidades segmentales, cada una de ellas manteniendo algunas de las estructuras de la cabeza ancestral. Este escenario es consistente con nuestro conocimiento de le evolución cefálica en el registro fósil y facilita la reconciliación de algunos de los debates sobre las etapas tempranas en la evolución de los artrópodos.
Omologia seriale e identità degli segmenti nella testa degli artropodi Oren Lev, Gregory D. Edgecombe and Ariel D. ChipmanLa parte più anteriore dell'asse del corpo del gruppo crown degli artropodi comprende tre segmenti, i segmenti pre-mandibulari, che a loro volta contengono tre neuromeri che costituiscono l'encefalo nel suo insieme. Studi recenti sullo sviluppo di questa regione anteriore hanno dimostrato che le tre unità che la compongono mostrano molte differenze rispetto ai segmenti più posteriori, al punto che non dovrebbero essere considerate omologhi seriali dei segmenti più posteriori. Sulla base di questa riveduta interpretazione dello sviluppo dei segmenti pre-mandibulari, suggeriamo uno scenario alternativo per l'evoluzione del capo degli artropodi, ovvero l'espansione di una regione cefalica ancestrale con un solo segmento nel passaggio evolutivo da Radiodonta a Deuteropoda, nel gruppo stem degli artropodi. Il capo espanso si sarebbe diviso in tre unità segmentali, ciascuna delle quali conserva alcune delle strutture del capo ancestrale. Questo scenario è coerente con le conoscenze sull'evoluzione del capo nella documentazione fossile e aiuta a conciliare opinioni diverse nel dibattito sulle prime fasi dell'evoluzione degli artropodi.
© The Author(s) 2022. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Integrative and Comparative Biology.