Analyzing morphometry among extant and extinct species: A case study of genus Agassizia (Spatangoida: Echinoidea) / Análisis de la morfometría entre especies existentes y extintas: Un estudio de caso del género Agassizia (Spatangoida: Echinoidea)

ABSTRACT

Abstract Introduction: The genus Agassizia in Mexico is represented both in the fossil record by the species Agassizia regia† during the Miocene of Chiapas and by the extant species Agassizia excentrica on the Atlantic coast and Agassizia scrobiculata on the Pacific coast. Qualitative diagnosis and descriptions make it hard to distinguish morphological boundaries between species, especially in groups with fossils and recent representatives, increasing the level of complexity by having samples of disparate qualities and quantities. Objective: We propose the use of little explored statistical methods in the comparison of paleontological and biological populations. This methodology allowed us to resolve issues of missing values in a morphometric data set for the genus Agassizia. Methods: Using samples recently collected and specimens already housed in collections, we explore a routine of recovery of missing data MICE and the numerical and graphic analyses PERMANOVA, PCA, and SIMPER to compare morphometric parameters between these species for recognizing diagnostic characters. Results: Our results show a morphological difference in the length of the ambulacrum II and the length and width of the periproct and peristome structures, these being greater in A. scrobiculata, with a consistent pattern in both population samples not previously described. Conclusions: Quantitative morphometric comparisons can be an assertive and complementary tool to determine distinctive differentiation characteristics in species of the same genus. Comparative morphology reviews should be an ongoing exercise to keep taxonomic knowledge on both extinct and extant species up to date. Our research encourage the scientific community studying fossil populations to utilize quantitative and multivariate methods to strengthen their investigations.

RESUMEN

Resumen Introducción: El género Agassizia en México está representado tanto en el registro fósil por la especie Agassizia regia† del Mioceno de Chiapas, como por las especies actuales Agassizia excentrica de la costa del Atlántico y Agassizia scrobiculata de la costa del Pacífico. Las descripciones y diagnosis cualitativas dificultan reconocer los limites morfológicos entre especies, especialmente en grupos con representantes fósiles y recientes, e incrementando el nivel de complejidad al tener muestras de cantidad y calidad desiguales. Objetivo: Proponemos el uso de métodos estadísticos poco explorados en la comparación de poblaciones paleontológicas y biológicas. Esta metodología nos permitió resolver problemas de valores faltantes en un conjunto de datos morfométricos para el género Agassizia. Métodos: Usando muestras recolectadas para este fin, así como provenientes de colecciones científicas, exploramos una rutina de recuperación de datos faltantes MICE, y los análisis numéricos y gráficos PERMANOVA, PCA y SIMPER para comparar parámetros morfométricos entre estas especies y reconocer caracteres de diagnóstico. Además, comparamos cuidadosamente los caracteres morfológicos descritos previamente en la literatura taxonómica y la descripción ambiental del hábitat actual de A. scrobiculata. Resultados: Nuestros resultados muestran una diferencia morfológica en la longitud del ambulacrum II y la longitud y anchura de las estructuras del periprocto y peristoma, siendo estas mayores en A. scrobiculata, con un patrón consistente en ambas muestras poblacionales no descrito previamente. El hábitat actual de las muestras de A. scrobiculata en la costa del Pacífico es un sistema costero poco profundo con sedimentos arenosos y temperaturas tropicales. Bahía Chamela comparte varias similitudes con la fauna y las condiciones ambientales previamente descritas en el Mioceno de Chiapas. Conclusiones: Las comparaciones morfométricas cuantitativas pueden ser una herramienta poderosa y complementaria para determinar caracteres distintivos de diferenciación en especies del mismo género. Las revisiones de morfología comparativa deben ser un ejercicio continuo para mantener actualizado el conocimiento taxonómico sobre las especies existentes y extintas. Nuestro trabajo busca incentivar a la comunidad científica que trabaja con poblaciones fósiles a explorar estos y otros métodos cuantitativos y multivariados para fortalecer sus investigaciones.