Heterochrony in helicoid spiral cones: a computer model for demonstrating heterochronic evolution
Plain Language Abstract
The most commonly used computer models of mollusc shells use geometrical shapes that do not change shape as they grow. The model presented here has a simple modification that allows change of shape with growth. This in turn allows experimentation with heterochronic modes of evolution. Heterochronic evolution is where descendants differ from their ancestors in the rate of change of shape as they grow, and/or in the timing of cessation of growth. The results show that, by heterochronic changes, it is possible to produce a range of shell shapes that are similar to those that occur in groups of real molluscs, suggesting that these molluscs may have evolved in similar ways. The model can be used in teaching evolution at university level.
Resumen en Español
Heterocronía en conos espirales helicoidales: un modelo computacional para demostrar la evolución heterocrónica
Una modificación del modelo clásico de Raup del cono helicoidal basado en la espiral logarítmica permite la incorporación de parámetros para el cambio ontogenético en los principales valores de los parámetros geométricos. Las estructuras alométricas resultantes pueden ser modificadas por incrementos heterocrónicos simulados de manera que se pueden reproducir los efectos de la neotenia, aceleración, progénesis e hipermorfosis. Los experimentos realizados con el modelo, denominado HETEROSIM, producen conjuntos de formas que son consistentes con los que se dan dentro de las familias de la Clase Gastropoda, y, por lo tanto, la heterocronía es una hipótesis plausible para la evolución de estos taxones. Además de las aplicaciones en la investigación evolutiva, el modelo es una valiosa herramienta pedagógica en la enseñanza avanzada de la paleontología y la evolución.
Palabras clave: heterocronía; modelo computacional; morfoespacio; gasterópodos
Traducción: Enrique Peñalver
Résumé en Français
Hétérochronie chez les cônes de spirales hélicoïdales: un modèle informatique pour démontrer l'évolution hétérochronique
Une modification du modèle logarithmique hélicoïdale de spirale conique classique de Raup permet l'incorporation de paramètres pour le changement ontogénétique dans les principales valeurs des paramètres géométriques. Les structures allométriques qui en résultent peuvent être modifiées par incréments hétérochroniques simulées afin que les effets de la néoténie, l'accélération, la progenèse et l'hypermorphose puissent être produits. Les expériences avec le modèle, nommé HETEROSIM, produisent des suites de formes qui sont compatibles avec celles qui se produisent au sein des familles de la classe des gastéropodes, et donc l'hétérochronie est une hypothèse plausible pour l'évolution dans ces taxons. En plus des applications dans la recherche de l'évolution, le modèle est un outil pédagogique précieux dans l'enseignement de la paléontologie et de l'évolution avancée.
Mots-clés: Hétérochronie; modèle informatique; morpho-espace; gastéropodes
Translator: Kenny J. Travouillon
Deutsche Zusammenfassung
Heterochronie in helicoiden Spiralkegeln: ein Computermodell für die Darstellung heterochroner Evolution
Eine Modifizierung von Raup's klassischem helicoiden logarithmischen Spiralkegel-Modell erlaubt die Einbeziehung von Parametern für ontogenetische Veränderungen innerhalb der geometrischen Hauptparameter. Die resultierenden allometrischen Strukturen können mit simulierten heterochronischen Erhöhungen modifiziert werden, so dass die Effekte von Neotänie, Akzeleration, Progenesis und Hypermorphosis erzeugt werden können. Experimente mit dem Modell das HETEROSIM genannte wird, erzeugen Folgen von Formen die mit denen konsistent sind, die innerhalb der Familien der Klasse Gastropoda auftreten. Somit ist Heterochronie eine plausible Hypothese für die Evolution in diesen Taxa. Zusätzlich zu den Einsatzmöglichkeiten in der Evolutionsforschung ist das Modell ein wertvolles pädagogisches Werkzeug für das Unterrichten der erweiterten Paläontologie und Evolution.
Schlüsselwörter: Heterochronie; Computermodell; Morphospace; Gastropoden
Translator: Eva Gebauer
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
