Mormyridae is an early diverging family of Teleostean fishes that produce an electric field for navigation and communication using an electric organ. This clade has a diverse array of soft-tissue rostral appendages, such as the chin-swelling, the Schnauzenorgan, and the tubesnout combined with a Schnauzenorgan, that have evolved multiple times. Here we assess if macroscopically convergent, soft-tissue rostral appendages are also histologically convergent. Further, we investigate how the histology of these appendages can inform their function. We sampled independent gains of the chin-swelling and Schnauzenorgan to understand similarities and differences in their anatomies. We show that macroscopically convergent rostral appendages are also convergent at a histological level, and different types of rostral appendages share a similar anatomy; that said, minor differences likely relate to their specific functions. Based on a comparison of the skeletal muscle distribution and the differing attachment shapes of each appendage to the dentary, we conclude that the Schnauzenorgan is capable of a wider range of movements than the chin swelling. Furthermore, the anatomy suggests that these soft-tissue rostral appendages likely function as electrosensory foveas (i.e., an appendage that focuses a sensory system). Lastly, these histological data support the hypothesis that the chin swelling may be a precursor to the Schnauzenorgan.
ResumenMormyridae es una de las primeras familias divergentes de peces teleósteos que producen un campo eléctrico para la navegación y la comunicación mediante un órgano eléctrico. Este clado tiene una variedad diversa de apéndices rostrales de tejidos blandos, como el mentón hinchado, el Schnauzenorgan y el hocico tubular combinado con un Schnauzenorgan, que han evolucionado varias veces. Aquí evaluamos si los apéndices rostrales de tejido blando macroscópicamente convergentes también son histológicamente convergentes. Además, investigamos cómo la histología de estos apéndices puede informar sus funciones. Tomamos muestras de ganancias independientes del mentón hinchado y del Schnauzenorgan para comprender las similitudes y diferencias en sus anatomías. Mostramos que los apéndices rostrales macroscópicamente convergentes también lo son a nivel histológico, y diferentes tipos de apéndices rostrales comparten una anatomía similar; dicho esto, es probable que las diferencias menores se relacionen con sus funciones específicas. Con base en una comparación de la distribución del músculo esquelético y las diferentes formas de unión de cada apéndice al dentario, concluimos que el Schnauzenorgan es capaz de realizar una gama más amplia de movimientos que el mentón hinchado. Además, la anatomía sugiere que estos apéndices rostrales de tejido blando probablemente funcionen como fóveas electrosensoriales (es decir, un apéndice que enfoca un sistema sensorial). Por último, estos datos histológicos apoyan la hipótesis de que el mentón hinchado puede ser un precursor del Schnauzenorgan.
© The Author(s) 2023. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Integrative and Comparative Biology.