Evolutionary diversification in Central Brazil: where Amazonia and Cerrado meet

Abstract

Apesar da fauna de mamíferos Neotropicais ser uma das mais ricas do mundo, o nosso conhecimento sobre os limites de espécies, distribuições geográficas e relações filogenéticas está ainda agora no seu início. As áreas de transição entre os dois maiores biomas da América do Sul, o Cerrado e a Amazónia, são ainda menos conhecidas. Até ao momento, escassos estudos focaram os pequenos mamíferos destas áreas. Destes estudos, apenas dois apresentam dados taxonómicos e de distribuição geográfica de uma lista de espécies reduzida e, nenhum é focado nos processos evolutivos que conduziram à diversidade destas áreas. O presente trabalho tem como objectivo aumentar o conhecimento básico sobre a diversidade do médio Rio Araguaia, na região central do Brasil, através da amostragem e análise de espécies de pequenos mamíferos, integrando um intenso trabalho de campo, de laboratório e de museu. Desta forma, um total de 22 espécies é registado para o médio Araguaia. De entre estas espécies, descreve-se uma espécie nova de Rhipidomys, regista-se uma espécie não descrita de Thrichomys e uma potencial nova forma de Oligoryzomys, e também se apresenta uma diagnose emendada do obscuro Oecomys cleberi. Para cada espécie, são também descritas as suas características morfológicas e resumem-se os seus aspectos de distribuição geográfica e história natural. Para os quatro géneros acima referidos, são apresentadas as análises filogenéticas que permitem a identificação das espécies. Adicionalmente, os princípios da filogeografia são aplicados para estudar os padrões da distribuição geográfica da diversidade genética de três roedores sigmodontíneos e seis marsupiais didelphídeos. Os resultados obtidos demonstram que o Rio Araguaia forma uma barreira geográfica para espécies especialistas em florestas não-alagáveis; por outro lado, espécies generalistas apresentam partilha de haplótipos em ambas as margens do rio. Argumentamos também que os refúgios florestais e os gradientes poderão ter tido um papel importante para moldar a estrutura genética de populações de pequenos mamíferos no Brasil central. Em suma, os resultados apresentados corroboram a proposição de que a diversidade Neotropical não poderá ser explicada através de um único modelo de especiação e que estes não são mutuamente exclusivos. O entendimento integral dos processos ecológicos e históricos que deram origem à fauna Neotropical, assim como a continuidade de estudos sistemáticos, depende da realização de novas amostragens e consequente enriquecimento dos museus com colecções apropriadas.

Despite of Neotropical mammalian fauna being one of the richest fauna of the world, the knowledge of species boundaries, geographic distributions, and phylogenetic relationships is only now beginning to be understood. The transitional areas between the two major biomes of South America, the Cerrado and Amazonian Rainforest, are even less known. Only few studies focusing on small mammals have been conducted in these areas, and from those only two studies present data on taxonomy and geographic distribution of a reduced species list, and none is focused on the evolutionary processes that leaded to its diversity. The present work aims to increase the basic knowledge of the mid-Araguaia River diversity by surveying and describing small mammal species using an integrative approach of intensive field, laboratory and museum work. Twenty-two species are reported to this area, from which a new species of Rhipidomys is described, an undescribed species of Thrichomys and a potentially new form of Oligoryzomys are recorded, and an emended diagnosis of the elusive Oecomys cleberi is given. We also describe the morphological traits, and summarize aspects of geographic distribution and natural history for every species. Mitochondrial phylogenetic analyses that allow species identification are also presented for the four genera referred above. Furthermore, principles of phylogeography are used to study patterns of geographical distribution of the genetic diversity of three sigmodontine rodents and six didelphid marsupials. The results show that the Araguaia River is a barrier to upland forest specialists, while more generalist species present haplotype sharing across the river. We also argue that forested refuges and gradients may have had an important role in shaping the genetic structure of small mammal populations in central Brazil. These findings reinforce the statement that no single model of speciation will explain the diversity of Neotropics and that the models are not mutually exclusive. Further sampling effort and proper collections will continue to enrich museums to carry on systematic studies and to address new phylogeographic studies in order to understand the ecological and historical events that shaped the Neotropical fauna.