Systematics and biogeography of Sternarchellini (Gymnotiformes: Apteronotidae): Diversification of electric fishes in large Amazonian rivers

ABSTRACT

The Sternarchellini (Gymnotiformes, Apteronotidae) is a clade of 10 electric fish species that inhabit deep river channels of the Amazon and Orinoco basins, attain moderate adult body sizes (15-50 cm TL), and have a predatory life style. Here we trace the evolutionary origin and diversification of Sternarchellini using standard phylogenetic and biogeographic procedures and a dataset of 70 morphological characters. The main results are 1) the genus Sternarchella includes both species currently assigned to the genus Magosternarchus; and 2) neither of the multi-species assemblages of Sternarchellini in the Amazon and Orinoco basins are monophyletic. Historical biogeographic analysis suggests that sternarchelline evolution was linked to the large-scale river capture event that formed the modern Amazon and Orinoco basins, i.e. the Late Miocene rise of the Vaupes structural arch and concomitant breaching of the Purus structural arch. This event is hypothesized to have contributed to formation of the modern sternarchelline species, and to the formation of the modern basin-wide sternarchelline species assemblages. The results indicate that cladogenesis (speciation) and anagenesis (adaptive evolution) were decoupled processes in the evolution of Sternarchellini...

RESUMO

Sternarchellini (Gymnotiformes, Apteronotidae) é um clado de 10 espécies de peixes elétricos que habitam canais profundos de rios das bacias do Amazonas e Orinoco, que atingem um tamanho moderado quando adultos (15-50 cm CT), e possuem hábito predatório. Rastreamos a origem evolutiva e diversificação de Sternarchellini utilizando técnicas filogenéticas e biogeográficas padrões e um conjunto de dados de 70 caracteres morfológicos. Os principais resultados são 1) o gênero Sternarchella inclui duas espécies atualmente atribuídas ao gênero Magosternarchus; e 2) as assembleias de multi-espécies de Sternarchellini nas bacias Amazônica e do Orinoco não formam grupos monofiléticos. A análise biogeográfica histórica sugere que a evolução do Sternarchellini esteve ligada ao evento de captura de rio de grande escala que formou as atuais bacias do Amazonas e Orinoco, i.e., o soerguimento do arco estrutural Vaupés no Mioceno Superior e o rompimento concomitante do arco estrutural Purus. É proposto que esse evento contribuiu para o surgimento das espécies atuais de Sternarchellini, e para a formação das assembleias modernas de espécies de Sternarchellini com ampla distribuição nas bacias. Os resultados indicam que cladogênese (especiação) e anagenêse (evolução adaptativa) foram processos desacoplados na evolução de Sternarchellini...