ABSTRACT
The coastal basins of southeastern Brazil are influenced by climatic changes that caused sea-level oscillations during the Pleistocene. These marine transgressions and regressions can generate isolation and connection among coastal rivers. In this region, freshwater fishes are excellent models for phylogeographic studies because their distributions may have been affected by geographical and ecological changes resulting from these processes. Therefore, the main objective of this study was to evaluate the effects of Pleistocene sea-level changes on the genetic structure of the loricariid Hisonotus leucofrenatus throughout its area of occurrence. Two genes were sequenced: Cytochrome Oxidase subunit 1 (mitochondrial gene) and rpS7 ribosomal protein gene intron 1 (nuclear gene) from specimens representing 14 river drainages. The genetic data corroborate a divide for freshwater fish by the Serra do Tabuleiro mountain in Santa Catarina State. This divide determines two main genetic groups in H. leucofrenatus: one group to the south and one to the north of this mountain range. The genetic structure observed coincide with the limits of estimated paleodrainage systems for the region, supporting that marine transgressions and regressions during the Pleistocene influenced the biogeographical history of H. leucofrenatus.(AU)
As bacias costeiras do sul do Brasil são influenciadas pelas mudanças climáticas que causaram oscilações no nível do mar durante o Pleistoceno. Essas transgressões e regressões marinhas geraram isolamento e conexão entre os rios. Nessa região, as espécies de peixe são excelentes modelos para estudos filogeográficos, pois suas distribuições podem ter sido afetadas por mudanças históricas e ecológicas decorrentes desses processos. Portanto, o objetivo principal deste estudo foi testar os efeitos das alterações do nível do mar durante o Pleistoceno na estrutura genética das populações do loricarídeo Hisonotus leucofrenatus ao longo de sua área de ocorrência. Dois genes foram sequenciados: Citocromo Oxidase subunidade 1 (gene mitocondrial) e o intron 1 da proteína ribossomal rpS7 (gene nuclear) de espécimes representando 14 bacias de drenagens. A estrutura genética observada corrobora uma divisão para peixes de água doce separada pela Serra do Tabuleiro, em Santa Catarina. Essa divisória determina dois grupos principais genéticos em H. leucofrenatus: um grupo ao sul e outro ao norte desse divisor. A estrutura genética também coincide com os limites dos sistemas de paleodrenagens estimados para a região, sustentando que as transgressões e regressões marinhas durante o Pleistoceno influenciaram a história biogeográfica de H. leucofrenatus.(AU)
Subject(s)
Catfishes/anatomy & histology , Catfishes/genetics , Genetic Structures , Phylogeography , Fishes , Climate Change , Sea LevelABSTRACT
Abstract: Breeding biology in a population of Rufous-collared Sparrow (Zonotrichia capensis, Statius Müller, 1776) at different elevations in the Tropical Andes. Elevation strongly influences the evolution of life history traits associated with bird physiology and reproduction. Since life history traits in birds are modulated by environmental factors that vary with elevation, we expected to find changes in breeding biology traits of Z. capensis at different elevations. In this study, we compared the breeding biology (clutch size, egg volume, and reproductive activity) of a non-migratory population of Z. capensis in two localities at different elevations (low and high elevations, 1 800 m a.s.l., and 3 800 m a.s.l., respectively) and same latitude in the Colombian Tropical Andes for a one-year period. We found no differences in clutch size between the localities; however, egg volume was higher at high elevation. Furthermore, the reproductive activity differed significantly between localities. We propose that clutch size is likely conserved throughout the altitudinal distribution of Z. capensis since the species evolved in Tropical lowlands. On the other hand, the larger egg volume at high elevation could obey local environmental factors that may favor the reproductive success of the population.
Resumen: Biología reproductiva en una población de Gorrión Copetón (Zonotrichia capensis, Statius Müller, 1776) a diferente elevación en los Andes tropicales. La elevación influye fuertemente en la evolución de los rasgos de historia de vida asociados con la fisiología y reproducción de las aves. Dado que los rasgos de historia de vida en las aves están modulados por factores ambientales que varían con la elevación, esperábamos encontrar cambios en los rasgos de la biología reproductiva de Z. capensis a diferentes elevaciones. En este estudio, comparamos la biología reproductiva (tamaño de puesta, volumen del huevo y actividad reproductiva) de una población no migratoria de Z. capensis en dos localidades a diferente elevación (elevación baja 1 800 m snm, y elevación alta 3 800 m snm,) y a la misma latitud en los Andes tropicales colombianos por un período de un año. No encontramos diferencias en el tamaño de puesta entre las localidades; sin embargo, el volumen del huevo fue mayor en elevación alta. Además, la actividad reproductiva difirió entre las localidades. Proponemos que el tamaño de puesta probablemente se conserve en toda la distribución altitudinal de Z. capensis, ya que la especie evolucionó en las tierras bajas tropicales. Por otro lado, el mayor volumen del huevo a elevación alta podría obedecer a factores ambientales locales que pueden favorecer el éxito reproductivo de la población.
ABSTRACT
The eastern coastal basins of Brazil are a series of small and isolated rivers that drain directly into the Atlantic Ocean. During the Pleistocene, sea-level retreat caused by glaciations exposed the continental shelf, resulting in enlarged paleodrainages that connected rivers that are isolated today. Using Geographic Information System (GIS), we infer the distribution of these paleodrainages, and their properties for the east Brazilian coast. Specifically, using elevation/bathymetric data for the largest sea-level retreats during the Pleistocene, the paleodrainages, their area and the number of contemporary basins connected by each palaeodrainage, was inferred. For the 145 inferred paleodrainages, total paleodrainage area is strongly correlated with the contemporary area encompassed by each paleodrainage, as well as with the number of contemporary basins encompassed by a paleodrainage. Differences in the continental shelf exposure along the coast affected the degree of past connectivity among contemporary rivers. With our results freely available, we discuss how paleodrainages have tremendous utility in biological studies, especially in regions with limited geologic data. With respect to the diverse ichthyofauna of the Brazilian coast, and its high endemism, we highlight how the inferred paleodrainages provide a backdrop to test hypotheses about the effect of past riverine connectivity on diversity patterns.(AU)
As bacias costeiras do leste do Brasil são formadas por uma série de rios pequenos e isolados que drenam diretamente para o Oceano Atlântico. Durante o Pleistoceno, o recuo do nível do mar causado por glaciações expôs a plataforma continental, resultando em paleodrenagens amplas que conectaram rios atualmente isolados. Usando o Sistema de Informações Geográficas (GIS), inferimos a distribuição destas paleodrenagens e suas propriedades ao longo da costa leste do Brasil. Especificamente, utilizando dados de elevação/batimetria para as maiores regressões marinhas do Pleistoceno, inferimos as paleodrenagens, suas áreas e quantas bacias contemporâneas foram conectadas por cada paleodrenagem. Para as 145 paleodrenagens inferidas, uma forte correlação é observada entre a área das paleodrenagens e a área atualmente exposta de cada paleodrenagem, bem como a quantidade de bacias contemporâneas conectadas por uma paleodrenagem. Diferenças na exposição da plataforma continental ao longo da costa afetaram o grau de conectividade passada entre os rios. Com estes resultados publicamente disponíveis, discutimos como as paleodrenagens são extremamente úteis para estudos biológicos, especialmente em regiões com dados geológicos limitados. A respeito da diversa ictiofauna da costa brasileira e seus altos níveis de endemismo, destacamos como estas paleodrenagens fornecem uma base importante para o teste de hipóteses a respeito do efeito da conectividade passada dos rios nos padrões de diversidade biológica.(AU)
Subject(s)
Animals , Ecology , Fishes/classificationABSTRACT
The extinction of megafauna at the end of Pleistocene has been traditionally explained by environmental changes or overexploitation by human hunting (overkill). Despite difficulties in choosing between these alternative (and not mutually exclusive) scenarios, the plausibility of the overkill hypothesis can be established by ecological models of predator-prey interactions. In this paper, I have developed a macroecological model for the overkill hypothesis, in which prey population dynamic parameters, including abundance, geographic extent, and food supply for hunters, were derived from empirical allometric relationships with body mass. The last output correctly predicts the final destiny (survival or extinction) for 73% of the species considered, a value only slightly smaller than those obtained by more complex models based on detailed archaeological and ecological data for each species. This illustrates the high selectivity of Pleistocene extinction in relation to body mass and confers more plausibility on the overkill scenario.
A extinção da megafauna no final do Pleistoceno tem sido tradicionalmente explicada por grandes mudanças climáticas ou pelo efeito de "sobreexploração" por parte dos primeiros caçadores (overkill). Apesar das dificuldades e controvérsias na distinção desses dois cenários não mutuamente exclusivos, a plausibilidade do cenário de sobreexploração pode ser avaliada por modelos de interação predador-presa. Neste estudo, demonstrou-se como um modelo macroecológico determinístico (isto é, utilizando parâmetros derivados de relações alométricas para diferentes espécies pode ser utilizado para avaliar a dinâmica das presas potenciais dos primeiros caçadores na América. Esse modelo previu corretamente o destino de 73% das espécies, valor apenas pouco inferior ao obtido por outros modelos mais complexos para o cenário. Isso ilustra a elevada seletividade do cenário de sobreexploração em relação ao tamanho do corpo e sua plausibilidade como explicação para as extinções da megafauna no final do Pleistoceno.