Vie et Milieu

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Article 8

Stasis, change, and functional constraint in the evolution of animal body plans, whatever they may be

pdf.png
File Size:
303 KB

G.A. WRAY1, R.R. STRATHMANN2
1 Department of Biology, Box 90338, Duke University, Durham, NC 27708-033, USA
2 Friday Harbor Laboratories and Department of Zoology, University of Washington, 620 University Road, Friday Harbor, WA 98250, USA
This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it

ABSTRACT. – The phrase “body plan” or “bauplan” has been used to mean (1) the characteristic features of a phylum or other taxon of high rank, (2) architectural features of animals (such as symmetry; modular units; types of body walls, body cavities, body openings, and body subdivisions; types of supporting structures; position and structure of organ systems), (3) traits characteristic of an especially invariant stage in a life history (phylotypic stage), or (4) patterns of gene expression that first indicate the development of regions of the body. Multiple meanings of bodyplan within one argument can be misleading, but under all four meanings, body plans of animals have changed after stasis for long periods and after stasis during divergence of other traits. Change in body plans is often associated with an identifiable change in a functional constraint. Examples include decreases in body size and changes in requirements for feeding or locomotion. These observations support the hypothesis that functional constraints contribute to stasis in body plans. There is evidence that ancestral developmental processes constrain directions of evolutionary changes in body plans. There is little evidence that developmental processes prevent changes in body plans, but evidence for developmental constraint is more difficult to obtain than evidence for functional constraint.

RÉSUMÉ. – L’expression “plan du corps” ou “plan de construction [bauplan]” a été employée dans le passé pour désigner (1) les caractéristiques d’un phylum ou d’un taxon de rang élevé, (2) les caractères architecturaux des animaux (exemples: la symétrie; les unités modulaires; les types de tégument, de cavités du corps, d’ouvertures du corps, et de subdivisions du corps; les types de structures de renforcement; la position et la structure des systèmes d’organes), (3) les propriétés d’un stade ontogénétique particulièrement stable (stade phylotypique), ou encore (4) des motifs d’expression de gènes qui indiquent déjà le développement des différentes régions du corps. Des significations multiples de « plan du corps » à l’intérieur d’une même argumentation peuvent générer des erreurs, mais dans toutes les conditions évoquées de (1) à (4), les plans du corps des animaux ont été modifiés après de longues périodes de stase et après des stases accompagnées d’une divergence au niveau d’autres traits. Une modification du plan du corps est souvent liée à un changement identifiable dans le contexte d’une contrainte fonctionnelle. Parmi les exemples, on peut citer la réduction de taille du corps et les modifications des conditions requises pour l’alimentation et la locomotion. Ces observations confortent l’hypothèse selon laquelle les contraintes fonctionnelles contribuent à la stase d’un plan du corps. Il y a de très bons indices montrant que les processus ancestraux du développement sont contraignants quant aux directions possibles des changements évolutifs de plans du corps. Il y a très peu d’indices pour que les processus du développement empêchent tout changement de plan du corps, mais les preuves d’une contrainte du développement sont plus difficiles à trouver que les indices de contraintes fonctionnelles.

You are here: Volume 52 (2002) Issue 4 Article 8
Vie et Milieu
Observatoire Océanologique - Laboratoire Arago - Sorbonne Université
66650 Banyuls-sur-Mer - France
Email: vimilieu@obs-banyuls.fr

Managing Editor
Franck Lartaud
Phone: (33) (0)4 30 19 24 52
Email: franck.lartaud@obs-banyuls.fr

Editorial Secretary
Véronique Arnaud
Phone: (33) (0)4 68 88 73 29 (morning)
Email: editionvm@obs-banyuls.fr