Molecular systematics, phylogeography, and population genetics of Xiphorhynchus (aves: Dendrocolaptidae) in the Amazon basin
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Museu Paraense Emilio Goeldi
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Sistema molecular, filogeografia e genética populacional de Xiphorhynchus (aves: Dendrocolaptidae) na bacia amazônica
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Entre essas poucas hipóteses passíveis de falsificação por métodos filogenéticos quanto à diversificação da biota amazônico, três podem ser destacados por causa de suas previsões verificáveis: a barreira do rio, a gradiente e as hipóteses da tricotomia basal. Eu utilizei métodos filogenéticos e de genética populacional para reconstruir a história de diversificação de o gênero Xiphorhynchus (aves: Dendrocolaptidae) na Amazônia. Primeiro, eu estimuei a filogenia de todo o gênero Xiphorhynchus para testar uma previsão chave da hipótese do gradiente; em segundo lugar, eu Filatelia documentada de uma superspécie associada à floresta de terras altas (X. spixii / elegans) e duas espécies ligadas à floresta inundável (X. kienerii e X. obsoletus) para avaliar previsões das hipóteses da barreira ribeirinha e da tricotomia basal. A filogenia estimada para o gênero Xiphorhynchus falsificou uma relação de irmã antecipada entre a planície de inundação e espécies da floresta de terras altas, conforme previsto pela hipótese do gradiente. Phylogeographic e população análises de genética das superespécies da floresta de terras altas (X. spixii / elegans) e floresta de planície de inundação espécies (X. kienerii e X. obsoletus) indicaram que as previsões da hipótese de barreira ribeirinha. Segurar apenas para as populações das super-espécies da floresta de terras separadas por rios localizados no Escudo brasileiro; em contraste, os rios localizados no oeste da Amazônia não representavam áreas de divergência primária para populações de X. Spixii / elegans. Como esperado, as populações da Às espécies florestais inundáveis apresentaram níveis elevados de fluxo genético e nenhuma estrutura geográfica ao longo de toda a bacia amazônica, um padrão consistente com a capacidade esperada para superar a região ribeirinha barreiras. De acordo com as previsões da hipótese da tricotomia basal, as populações do X. As superspecies spixii / elegans encontradas no escudo brasileiro foram basais na filogenia, exibindo XI alguns atributos de genética populacional típicos das populações antigas que alcançaram o equilíbrio. Dentro contraste, as populações encontradas no oeste da Amazônia foram mais recentemente derivadas e experimentaram uma expansão populacional dramática recente, provavelmente colonizando a área do geologicamente mais velho Escudo brasileiro. Os dados aqui apresentados suportaram importantes previsões do basal hipóteses de triquotomia e barreira de rios, indicando que não são mutuamente exclusivas, e podem, em conjunto, explicar a diversificação do gênero Xiphorhynchus na Amazônia em diferentes escalas temporais e geográficas.
Resumo
Among those few hypotheses amenable to falsification by phylogenetic methods
concerning the diversification of the Amazonian biota, three can be singled out because of their
verifiable predictions: the riverine barrier, the gradient, and the basal trichotomy hypotheses. I
used phylogenetic and population genetics methods to reconstruct the diversification history of
the genus Xiphorhynchus (aves: Dendrocolaptidae) in Amazonia. First, I estimated the phylogeny
of the entire genus Xiphorhynchus to test a key prediction of the gradient hypothesis; secondly, I
documented phylogeographies of a superspecies associated with upland forest (X. spixii /
elegans) and two species linked to floodplain forest (X. kienerii and X. obsoletus) to evaluate
predictions of the riverine barrier and basal trichotomy hypotheses. The phylogeny estimated for
the genus Xiphorhynchus falsified an anticipated sister relationship between floodplain and
upland forest species, as predicted by the gradient hypothesis. Phylogeographic and population
genetics analyses of the upland forest superspecies (X. spixii / elegans), and floodplain forest
species (X. kienerii and X. obsoletus) indicated that predictions of the riverine barrier hypothesis
hold only for populations of the upland forest superspecies separated by rivers located on the
Brazilian shield; in contrast, rivers located in western Amazonia did not represent areas of
primary divergence for populations of X. spixii / elegans. As expected, populations of the
floodplain forest species showed high levels of gene flow and no geographic structure throughout
the entire Amazon basin, a pattern consistent with their expected capacity to overcome riverine
barriers. In agreement with predictions of the basal trichotomy hypothesis, populations of the X.
spixii / elegans superspecies found on the Brazilian shield were basal in the phylogeny, exhibiting
xi
some population genetics attributes typical of old populations having reached equilibrium. In
contrast, populations found in western Amazonia were more recently derived and experienced a
dramatic recent population expansion, probably colonizing the area from the geologically older
Brazilian shield. The data presented herein supported important predictions of the basal
trichotomy and riverine barrier hypotheses, indicating that they are not mutually exclusive, and
may together account for the diversification of the genus Xiphorhynchus in Amazonia at different
temporal and geographical scales.