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Vanhoof MJM, Galletta L, De Groote I, Vereecke EE. Functional signals and covariation in triquetrum and hamate shape of extant primates using 3D geometric morphometrics. J Morphol 2021; 282:1382-1401. [PMID: 34219278 DOI: 10.1002/jmor.21393] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/27/2021] [Revised: 06/18/2021] [Accepted: 06/28/2021] [Indexed: 11/10/2022]
Abstract
In this study, we want to investigate the covariation in the shape of two carpal bones, the triquetrum and hamate, and the possible association with locomotor behavior in a broad range of primate taxa. We applied 3D Geometric Morphometrics on a large data set comprising 309 anthropoid primates of 12 different genera. Principal component analyses were performed on the covariance matrix of 18 (triquetrum) and 23 (hamate) Procrustes-aligned surface landmarks. A two-block partial least square analysis was done to test the covariance between triquetrum and hamate shape, without relying on the predictive models implicit in regression analyses. The results show that the carpal shape of quadrupedal anthropoids, which mainly use their wrist under compressive conditions, differs from that of suspensory primates as their wrist is possibly subjected to tensile and torsional forces. Within the hominids, differences in shape also distinguish more terrestrial from more arboreal species. Even within the great apes, we are able to capture shape differences between species of the same genus. In combination with behavioral and biomechanical studies, the results of this research can be used to establish form-function relationships of the primate hand which will aid the functional interpretation of primate fossil remains.
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Affiliation(s)
- Marie J M Vanhoof
- Department of Development & Regeneration, Biomedical Sciences Group, KU Leuven Campus Kulak, Kortrijk, Belgium
| | - Lorenzo Galletta
- School of Life and Environmental Sciences, Deakin University, Waurn Pounds, Victoria, Australia
| | - Isabelle De Groote
- Department of Archaeology, Ghent University, Ghent, Belgium.,Research Centre in Evolutionary Anthropology and Paleoecology, Liverpool John Moores University, Liverpool, UK
| | - Evie E Vereecke
- Department of Development & Regeneration, Biomedical Sciences Group, KU Leuven Campus Kulak, Kortrijk, Belgium
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Carvalho-Paulo D, Bento Torres Neto J, Filho CS, de Oliveira TCG, de Sousa AA, dos Reis RR, dos Santos ZA, de Lima CM, de Oliveira MA, Said NM, Freitas SF, Sosthenes MCK, Gomes GF, Henrique EP, Pereira PDC, de Siqueira LS, de Melo MAD, Guerreiro Diniz C, Magalhães NGDM, Diniz JAP, Vasconcelos PFDC, Diniz DG, Anthony DC, Sherry DF, Brites D, Picanço Diniz CW. Microglial Morphology Across Distantly Related Species: Phylogenetic, Environmental and Age Influences on Microglia Reactivity and Surveillance States. Front Immunol 2021; 12:683026. [PMID: 34220831 PMCID: PMC8250867 DOI: 10.3389/fimmu.2021.683026] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/19/2021] [Accepted: 05/31/2021] [Indexed: 12/16/2022] Open
Abstract
Microglial immunosurveillance of the brain parenchyma to detect local perturbations in homeostasis, in all species, results in the adoption of a spectrum of morphological changes that reflect functional adaptations. Here, we review the contribution of these changes in microglia morphology in distantly related species, in homeostatic and non-homeostatic conditions, with three principal goals (1): to review the phylogenetic influences on the morphological diversity of microglia during homeostasis (2); to explore the impact of homeostatic perturbations (Dengue virus challenge) in distantly related species (Mus musculus and Callithrix penicillata) as a proxy for the differential immune response in small and large brains; and (3) to examine the influences of environmental enrichment and aging on the plasticity of the microglial morphological response following an immunological challenge (neurotropic arbovirus infection). Our findings reveal that the differences in microglia morphology across distantly related species under homeostatic condition cannot be attributed to the phylogenetic origin of the species. However, large and small brains, under similar non-homeostatic conditions, display differential microglial morphological responses, and we argue that age and environment interact to affect the microglia morphology after an immunological challenge; in particular, mice living in an enriched environment exhibit a more efficient immune response to the virus resulting in earlier removal of the virus and earlier return to the homeostatic morphological phenotype of microglia than it is observed in sedentary mice.
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Affiliation(s)
- Dario Carvalho-Paulo
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - João Bento Torres Neto
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
- Faculdade de Fisioterapia e Terapia Ocupacional, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Carlos Santos Filho
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Thais Cristina Galdino de Oliveira
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Aline Andrade de Sousa
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Renata Rodrigues dos Reis
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Zaire Alves dos Santos
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Camila Mendes de Lima
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Marcus Augusto de Oliveira
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Nivin Mazen Said
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Sinara Franco Freitas
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Marcia Consentino Kronka Sosthenes
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Giovanni Freitas Gomes
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
| | - Ediely Pereira Henrique
- Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Pará, Bragança, Brazil
| | - Patrick Douglas Côrrea Pereira
- Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Pará, Bragança, Brazil
| | - Lucas Silva de Siqueira
- Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Pará, Bragança, Brazil
| | - Mauro André Damasceno de Melo
- Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Pará, Bragança, Brazil
| | - Cristovam Guerreiro Diniz
- Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Pará, Bragança, Brazil
| | - Nara Gyzely de Morais Magalhães
- Laboratório de Biologia Molecular e Neuroecologia, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Pará, Bragança, Brazil
| | | | - Pedro Fernando da Costa Vasconcelos
- Dep. de Arbovirologia e Febres Hemorrágicas, Instituto Evandro Chagas, Belém, Brazil
- Departamento de Patologia, Universidade do Estado do Pará, Belém, Brazil
| | - Daniel Guerreiro Diniz
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
- Laboratório de Microscopia Eletrônica, Instituto Evandro Chagas, Belém, Brazil
| | | | - David Francis Sherry
- Department of Psychology, Advanced Facility for Avian Research, University of Western Ontario, London, ON, Canada
| | - Dora Brites
- Research Institute for Medicines (iMed.ULisboa), Faculty of Pharmacy, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal
- Department of Pharmaceutical Sciences and Medicines, Faculty of Pharmacy, Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal
| | - Cristovam Wanderley Picanço Diniz
- Laboratório de Investigações em Neurodegeneração e Infecção, Instituto de Ciências Biológicas, Hospital Universitário João de Barros Barreto, Universidade Federal do Pará, Belém, Brazil
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