Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2026 preprint

Adaptation in the eye and brain contributes to species divergence in visual perception in Heliconius butterflies

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
9Institutions déclarées
5Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : de, gb, co, ec, pa. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Sensory systems mediate the interaction between organisms and their environment, but how complex sensory pathways evolve and relate to variation in perception and behavior across ecological contexts, remains poorly understood, especially for terrestrial taxa. Here, we investigate whole-visual-system adaptation in Heliconius erato butterflies. Using continent-wide sampling, we demonstrate that within H. erato , facet count significantly decreased with increasing elevation. Common-garden rearing of low-elevation H. erato populations from Ecuador and their high-elevation sister species, H. himera , showed that eye and brain morphology are heritable, and comparisons to genomic measures of divergence indicates that this variation is due to divergent selection. Parallel comparisons from Colombia involving H. chestertonii (high elevation) and H. erato venus (low elevation) further revealed that eye and brain morphology can evolve as independent, decoupled traits. For both locations, differences in visual acuity correlated with variation in facet count. We also observed parallel evolution of spectral sensitivity, with independent high-elevation populations having fewer red-reflecting lateral filtering pigments. To experimentally link visual system morphology to behavior, we assessed visual acuity in second-generation H. erato cyrbia - H. himera hybrids. Overall, acuity was influenced by facet count, and when analyzed together with brain morphology, by a positive interaction between facet count and optic lobe volume, demonstrating that structural investment in the eye and neural expansion combine to maximize visual perception. This work shows that visual adaptation is a multi-layered process whereby sensory traits can evolve independently under localized ecological pressures, but evolution across the visual pathway contributes to refinements in behavioral performance. Significance statement By integrating broad surveys of wild populations, common-garden rearing, and behavioral assays in Heliconius butterflies, we show that visual adaptation along elevational gradients is a multi-layered process. Eye morphology, neuroanatomy, and spectral sensitivity display independent, habitat-associated shifts, with peripheral and neural components specifically evolving under divergent selection. Crucially, behavioral tests in hybrid crosses reveal that eye and brain traits interactively influence visual acuity, showing that neural expansion must accompany peripheral changes to improve visual performance. This modular yet co-evolving response across the visual pathway provides a flexible mechanism for sensory adaptation across terrestrial environments.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Adaptation in the eye and brain contributes to species divergence in visual perception in <i>Heliconius</i> butterflies
Date Crossref
28/08/2026
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Urologische Klinik München pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Ludwig-Maximilians-Universität München pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Bristol pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Universidad del Rosario pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Universidad Regional Amazónica IKIAM pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Wellcome Sanger Institute pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif
  • University of Sheffield Ecology and Evolutionary Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Smithsonian Tropical Research Institute pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of Cambridge Department of Zoology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Faculty of Biology Division of Evolutionary Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Biological Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Sciences and Engineering Department of Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Urologische Klinik München, Ludwig-Maximilians-Universität München et University of Bristol, avec 9 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Neurobiology and Insect Physiology ResearchAnimal Behavior and ReproductionRetinal Development and Disorders

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.