Flowing into the unknown: inferred paleodrainages for studying the ichthyofauna of Brazilian coastal rivers

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)

RESUMO

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)