Large vertebrates are strong interactors in food webs, yet they were lost from most ecosystems after the dispersal of modern humans from Africa and Eurasia. We call for restoration of missing ecological functions and evolutionary potential of lost North American megafauna using extant conspecifics and related taxa. We refer to this restoration as Pleistocene rewilding; it is conceived as carefully managed ecosystem manipulations whereby costs and benefits are objectively addressed on a case‐by‐case and locality‐by‐locality basis. Pleistocene rewilding would deliberately promote large, long‐lived species over pest and weed assemblages, facilitate the persistence and ecological effectiveness of megafauna on a global scale, and broaden the underlying premise of conservation from managing extinction to encompass restoring ecological and evolutionary processes. Pleistocene rewilding can begin immediately with species such as Bolson tortoises and feral horses and continue through the coming decades with elephants and Holarctic lions. Our exemplar taxa would contribute biological, economic, and cultural benefits to North America. Owners of large tracts of private land in the central and western United States could be the first to implement this restoration. Risks of Pleistocene rewilding include the possibility of altered disease ecology and associated human health implications, as well as unexpected ecological and sociopolitical consequences of reintroductions. Establishment of programs to monitor suites of species interactions and their consequences for biodiversity and ecosystem health will be a significant challenge. Secure fencing would be a major economic cost, and social challenges will include acceptance of predation as an overriding natural process and the incorporation of pre‐Columbian ecological frameworks into conservation strategies.

Stomach analyses of living families and of a fossil containing prey were used to address possible dietary correlates of the history of snakes. Aniliids, morphologically primitive among living snakes, feed on relatively heavy, elongate vertebrates. Large aniliids eat larger prey than do small individuals but, as in advanced snakes, they also take small items. Living boids, structurally intermediate between aniliids and advanced snakes, feed on relatively heavy prey of a much greater variety of shapes than do aniliids. An Eocene fossil that might be a boid contains a relatively large crocodilian in its gut. These findings, previous studies, and morphological considerations suggest that very early snakes used constriction and powerful jaws to feed on elongate, heavy prey. This would have permitted a shift from feeding often on small items to feeding rarely on heavy items, without initially requiring major changes in jaw structure relative to a lizard-like ancestor. Subsequent morphological changes could then have allowed boids to utilize a broad range of prey types, including many of those currently eaten by advanced snakes. More recent dietary themes include the consumption of even heavier prey by highly venomous elapids and viperids, and frequent feeding on relatively small items by some other advanced snakes.

Abstract Convergent evolution provides unparalleled insights into the selective drivers underlying evolutionary change. While snakes use venom primarily for predation, and venom composition often reflects diet specificity, three lineages of spitting cobras have independently evolved the ability to use venom as a defensive projectile. Using gene, protein and functional analyses, we show that the three spitting lineages possess venom characterized by an upregulation of PLA 2 toxins, which potentiate the action of venom cytotoxins to activate mammalian sensory neurons and cause enhanced pain. These repeated independent changes provide a fascinating example of convergent evolution across multiple phenotypic levels driven by exaptations. Notably, the timing of their origins suggests that defensive venom spitting may have evolved in response to the emergence of bipedal hominids in Africa and Asia. One Sentence Summary Venom spitting by snakes coincides with the emergence of hominins and is underpinned by convergent increases in pain-enhancing toxins

Understanding the relationship between genome, phenotypic variation, and the ecological pressures that act to maintain that variation, represents a fundamental challenge in evolutionary biology. Functional polymorphisms typically segregate in spatially isolated populations [1, 2] and/or discrete ecological conditions [3-5], whereas dissecting the evolutionary processes involved in adaptive geographic variation across a continuous spatial distribution is much more challenging [6]. Additionally, pleiotropic interactions between genes and phenotype often complicate the identification of specific genotype-phenotype links [7-8], and thus of the selective pressures acting on them. Animal venoms are ideal systems to overcome these constraints: they are complex and variable, yet easily quantifiable molecular phenotypes with a clear function and a direct link to both genome and fitness [9]. Here, we use dense and widespread population-level sampling of the Mohave rattlesnake, Crotalus scutulatus, and show that genomic structural variation at multiple loci underlies extreme geographic variation in venom composition, which is maintained despite extensive gene flow. Unexpectedly, selection for diet does not explain venom variation, contrary to the dominant paradigm of venom evolution, and neither does neutral population structure caused by past vicariance. Instead, different toxin genes correlate with distinct environmental factors, suggesting that divergent selective pressures can act on individual loci independently of their genomic proximity or co-expression patterns. Local-scale spatial heterogeneity thus appears to maintain a remarkably ancient complex of molecular phenotypes, which have been retained in populations that diverged more than 1.5-2 MYA, representing an exceptional case of long-term structural polymorphism. These results emphasize how the interplay between genomic architecture and spatial heterogeneity in selective pressures may facilitate the retention of functional polymorphisms of an adaptive phenotype.