ABSTRACT
Biogeography of Amazonian fishes (2,500 species in vastly disjunct lineages) is complex and has so far been approached only partially. Here, we tackle the problem on the basis of the largest database yet on geographical distribution and phylogenetic relationships of Amazonian fishes, including all information available. Distributions of 4,095 species (both Amazonian and outgroups) and 84 phylogenetic hypotheses (comprising 549 phylogenetically-informative nodes) were compiled, qualified and plotted onto 46 areas (29 Amazonian and 17 non-Amazonian). The database was analyzed with PAE, CADE, BPA and BPA0, yielding largely congruent results and indicating that biogeographic signal is detectable on multiple dimensions of fish distribution, from single species ranges to cladistic congruence. Agreement is especially pronounced in deeper components, such as Trans-Andean, Cis-Andean, Western Amazon and Orinoco basins. Results show that all major Amazonian tributaries, as well as the Amazon basin itself, are non-monophyletic and constitute hybrid sets of heterogeneous biotic partitions. Amazonian drainages should not be assumed a priori as historically cohesive areas, contrary to widespread practice. Our hypothesis allows re-evaluation of broader issues in historical biogeography, such as the predictive power of biogeographic hypotheses, the vicariant/dispersal duality, the significance of widely distributed taxa, and the need for temporal dimension in biogeographic patterns.(AU)
A biogeografia dos peixes amazônicos (2.500 espécies de diferentes linhagens) é complexa e até agora foi abordada apenas parcialmente. Aqui abordamos o problema com base no maior banco de dados já feito sobre a distribuição geográfica e as relações filogenéticas dos peixes amazônicos, incluindo todas as informações disponíveis. A distribuição de 4.095 espécies (tanto amazônicas como de grupos-externos) e 84 hipóteses filogenéticas (que incluíam 549 nós filogeneticamente informativos) foram compiladas e qualificadas em 46 áreas (29 amazônicas e 17 não-amazônicas). O banco de dados foi analisado a partir das metodologias PAE, CADE, BPA e BPA0, resultando em topologias amplamente congruentes e indicando que o sinal biogeográfico é detectável em múltiplas dimensões, desde a simples distribuição de peixes até em congruência cladística. A concordância topológica é especialmente pronunciada em componentes mais profundos, como as bacias Trans-Andina, Cis-Andina, Amazonas Ocidental e Orinoco. Os resultados demonstram que todos os principais afluentes amazônicos, bem como a própria bacia amazônica, não são monofiléticos e constituem conjuntos híbridos formados a partir de parcelas bióticas heterogêneas. As drenagens amazônicas não devem ser consideradas a priori como áreas historicamente coesas, contrariamente à prática generalizada. Nossa hipótese permite a reavaliação de questões mais amplas na biogeografia histórica, como o poder preditivo de hipóteses biogeográficas, a dualidade vicariante/dispersão, significância de táxons amplamente distribuídos e a necessidade da dimensão temporal em padrões biogeográficos.(AU)
Subject(s)
Animals , Hydrographic Basins/analysis , Phylogeography , Fishes/anatomy & histology , Animal DistributionABSTRACT
La familia culicidae ha sido estudiada ampliamente debido a su importancia en la salud pública y veterinaria. Varias especies de esta familia son vectores de múltiples patógenos que causan enfermedades que generan altas tasas de morbilidad y mortalidad, así como numerosas pérdidas económicas. El conocimiento de la distribución geográfica de este grupo y el análisis de su biogeografía histórica nos permitirán obtener más conocimientos acerca de su historia natural, de las razones geológicas y ecológicas de su distribución, así como de patrones epidemiológicos de las enfermedades de las cuales son vectores. La delimitación de áreas de endemismo (AE) es un paso inicial y fundamental para la realización de análisis de biogeografía histórica, para ello se elaboró una base de datos de 9.610 registros, 435 localidades, 20 géneros y 261 especies de Venezuela, a partir del cual se realizaron mapas de distribución, análisis explícitos de áreas de endemismos (AE) y parsimonioso de endemicidad (PAE) en los programas (software) NDM/VNDM. Los registros compilados de la familia culicidae se distribuyen principalmente al Norte del país, con distribuciones particulares hacia zonas montañosas o la región del Macizo Guayanés, entre otras. Se proponen tres áreas de endemismo para mosquitos: Macizo Guayanés-Pantepui, Región Norte-central y Cordillera Andina, las cuales son concordantes con las zonas ancestrales y recientes de la historia geológica del territorio.
The Family Culicidae has been studied extensively because of its importance in veterinary and public health. Several species of this family are vectors of pathogens causing multiple diseases which to generate high rates of morbidity and mortality and numerous economic losses. Studies of the geographical distribution of Culicidae and its historical biogeography analysis will allow us to obtain more knowledge about the natural history and explanations of geological and ecological reasons of the distribution and also the epidemiological patterns of diseases which are involved. The delimitation of areas of endemism (AE) is a crucial initial step for the analysis of historical biogeography and for this we developed a database of 9,610 records in 435 localities, 20 genera and 261 species from Venezuela, map distribution, and explicit analyzes of areas of endemism (AE) and parsimonious of endemicity (PAE) software NDM / VNDM. The records compiled of Culicidae are mainly distributed in the north of the country, with particular distributions to mountainous or Guayana Shield region, among others. The results suggest the proposal of three endemism areas for mosquitoes: Guayana Shield-Pantepui, North-Central Region and Andean mountains cordillera, which are concordant with recent and ancestral areas of the geological history of the country.
Subject(s)
Animals , Culicidae , Disease Vectors , Endemic Diseases , Mortality , Mosquito ControlABSTRACT
Areas of endemism are the smallest units of biogeographical analysis. One of its definitions is that these areas harbor organisms with restricted distributions caused by non random historical factors. The aim of this study was to examine historical relationships among areas of endemism in the Neotropics using Brooks Parsimony Analysis (BPA). We applied BPA to 12 unrelated taxa distributed within two sets of endemic areas in order to: (1) compare the proposed endemic area classifications; (2) examine whether Amazonia and Atlantic Forest are true biogeographic units and, (3) examine whether the inclusion of open area formations influence area relationships of the surrounding forests. General area cladograms revealed a basal split between Amazonian and Atlantic forests, suggesting that these areas have been isolated for a long period of time. All Atlantic forest endemic areas formed a monophyletic cluster, showing a sequence of vicariant events from north to south. The hypothesis that Amazonia is a composite area, made up of different historical units, is herein corroborated. When Cerrado and Caatinga (grasslands and savannas) are included, internal area relationships within Amazonia change, indicating that area classification schemes comprising forests and open formations should be preferred given the complementary history of these areas.
Áreas de endemismo são consideradas as menores unidades de análise biogeográfica, podendo ser definidas como regiões de concentração de organismos de distribuição restrita, gerada por fatores históricos. O presente estudo buscou examinar os relacionamentos históricos entre áreas de endemismo na região tropical da América do Sul por meio do método da Análise de Parcimônia de Brooks (BPA). Para tal, foram selecionados 12 taxa filogeneticamente distintos, distribuídos dentro de duas classificações de áreas endêmicas previamente propostas, visando: (1) comparar as classificações de áreas endêmicas; (2) examinar se a Amazônia e a Mata Atlântica são unidades biogeográficas verdadeiras; (3) avaliar se a inclusão de áreas de vegetação aberta influencia os relacionamentos entre áreas florestais vizinhas. Os cladogramas gerais de áreas revelaram uma separação basal entre as áreas Amazônicas e Atlânticas, sugerindo um longo período de isolamento. As áreas endêmicas da Mata Atlântica foram agrupadas em um único grupo, com uma seqüência de eventos vicariantes do norte em direção ao sul. A hipótese de que a Amazônia é uma área composta por unidades históricas distintas foi corroborada. A inclusão do Cerrado e Caatinga, alterou os relacionamentos internos entre áreas Amazônicas, indicando que os esquemas de classificação de áreas endêmicas que incluem tanto áreas florestais quanto abertas devem ser preferidos devido a complementaridade entre as histórias evolucionárias destas áreas.
ABSTRACT
An important biological challenge today is the conservation of biodiversity. Biogeography, the study of the distribution patterns of organisms, is an important tool for this challenge. Endemism, the co-occurrence of several species unique to the same area, has important implications for the preservation of biodiversity, since many areas of endemism are also areas with large human impact. More rigorously defined, areas of endemism are historical units of distributional congruence of monophyletic taxa. These areas often assumed to be due to nonrandom historical events that favored conditions associated with high rates of speciation. Thus, understanding endemism and the delimitation of endemic areas has important implications for conservation. Today, most studies delimit areas of endemism by superimposing maps of distribution for various species. This approach suffers from arbitrary delimitations, however, when a great distributional data is used. In this paper we used the method of Parsimony Analysis of Endemicity (PAE) based on georeferenced quadrats in order to delimit areas of endemism. This modality of the method is important due to its testable nature and can also be used to infer area relationships. We applied the method to raw distributional data from 19 unrelated taxa to delimit general patterns of endemism in the Neotropical Region and in the Atlantic forest domain using different grid scales. Neotropical areas found are comprised over the Panama region, northern Andean region and the Atlantic forest. Atlantic forest showed a major division into two distinct components (northern x southern). Endemic areas delimited using smaller scale grids on the Atlantic forest should be considered for conservation priorities once they showed endemism at regional and local scales. The results were also compared to other studies using different taxa and methods. Finally, some considerations on the analysis scale and future perspectives of the...
Um dos principais desafios para este século reside em impedir a perda de biodiversidade. A biogeografia é o campo das ciências biológicas que busca desvendar os padrões de distribuição dos organismos. Um conceito básico em biogeografia diz respeito à existência de áreas de endemismo, caracterizadas pela presença de espécies de distribuição restrita. Áreas de endemismo são definidas como unidades históricas de congruência distribucional entre dois ou mais táxons monofiléticos, provavelmente formadas por fatores históricos não aleatórios que definem condições específicas para elevadas taxas de especiação. Conseqüentemente, a delimitação de áreas de endemismo possui importantes implicações para a eficácia dos esforços conservacionistas. Até o momento, a maioria dos estudos tem delimitado estas áreas por meio da sobreposição de mapas de distribuição das espécies. Entretanto, esta abordagem pode acarretar delimitações arbitrárias quando analisado um amplo conjunto de dados distribucionais. No presente estudo foi utilizado método da Análise de Parcimônia de Endemismos (PAE) baseada em quadrículas georeferenciadas a fim delimitar áreas de endemismo. Este método é importante devido a sua natureza empiricamente testável, além da possibilidade de inferência dos relacionamentos históricos entre áreas endêmicas. O método foi aplicado aos dados distribucionais de 19 táxons não relacionados, de modo a definir os padrões gerais de endemismo na região de Neotropical e na Mata Atlântica utilizando diferentes tamanhos de quadrícula. Foram encontradas 13 áreas endêmicas Neotropicais, situadas sobre as regiões do Panamá, norte dos Andes e Mata Atlântica, sendo esta última composta por dois componentes distintos (Norte e Sul). As áreas de endemismo delimitadas na Mata Atlântica por meio de quadrículas menores devem ser consideradas prioritárias para conservação, uma vez que demonstraram endemismo tanto em escala regional quanto local. Os resultados foram...