Published 2017 | Version v1
Journal article

A Large and Consistent Phylogenomic Dataset Supports Sponges as the Sister Group to All Other Animals

Others:
Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École pratique des hautes études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Montréal (UdeM)
Integrative Biological Sciences (InBioS) ; Université de Liège
Evolution Paris Seine ; Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL)
Department of Molecular & Cell Biology [Berkeley] ; University of California [Berkeley] (UC Berkeley) ; University of California (UC)-University of California (UC)
Howard Hughes Medical Institute (HHMI)
Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M) ; Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE) ; Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche sur mer (LBDV) ; Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
SNMB-Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie

Description

Resolving the early diversification of animal lineages has proven difficult, even using genome-scale datasets. Several phylogenomic studies have supported the classical scenario in which sponges (Porifera) are the sister group to all other animals (''Porifera-sister''3 hypothesis), consistent with a single origin of the gut, nerve cells, and muscle cells in the stem lineage of eumetazoans (bilaterians + ctenophores + cnidarians). In contrast, several other studies have recovered an alternative topology in which ctenophores are the sister group to all other animals (including sponges). The ``Ctenophora-sister'' hypothesis implies that eumetazoan-specific traits, such as neurons and muscle cells, either evolved once along the metazoan stem lineage and were then lost in sponges and placozoans or evolved at least twice independently in Ctenophora and in Cnidaria + Bilateria. Here, we report on our reconstruction of deep metazoan relationships using a 1,719-gene dataset with dense taxonomic sampling of non-bilaterian animals that was assembled using a semi-automated procedure, designed to reduce known error sources. Our dataset outperforms previous metazoan gene superalignments in terms of data quality and quantity. Analyses with a best-fitting site-heterogeneous evolutionary model provide strong statistical support for placing sponges as the sister-group to all other metazoans, with ctenophores emerging as the second-earliest branching animal lineage. Only those methodological settings that exacerbated long-branch attraction artifacts yielded Ctenophora-sister. These results show that methodological issues must be carefully addressed to tackle difficult phylogenetic questions and pave the road to a better understanding of how fundamental features of animal body plans have emerged.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 29, 2023