Patrones macroecológicos y tendencias evolutivas del tamaño corporal y la distribución geográfica de peces teleósteos marinos

Abstract

Entre los patrones macroecológicos mas comunes está la relación positiva interespecífica entre rango de distribución y tamaño corporal. Este patrón se ha descrito como emergente y producto de una disminución de los tamaños y los rangos de distribución hacia latitudes bajas, como predicen las reglas de Bergmann y Rapoport. Sin embargo, éste patrón podría ser un reflejo de las dinámicas macroevolutivas de los linajes. En el presente estudio, usando como modelo peces teleósteos marinos de grupos no-monofiléticos (peces teleósteos del Pacífico Sureste) y monofiléticos (suborden Blennioidei, generos Sebastes y Trachurus) se evalúo a través de aproximaciones de aleatorización el patrón macroecológico y su relacion con las reglas de Bergmann y Rapoport. Luego usando como modelo los grupos monofileticos en aproximaciones de máxima verosimilitud (ML) y Bayesiana con Cadenas de Markov y Monte Carlo (BMCMC)se evaluó los efectos de los procesos macroevolutivos y la incertidumbre filogenética sobre dicho patrón. Se planteó la siguiente hipótesis general: la relación positiva tamaño corporal -rango de distribucion es resultado de los procesos macroevolutivos asociados al cambio del tamaño corporal y rango de distribución de las especies durante la hsitoria del taxón o asociado a lo que se conoce como Ciclo del Taxón, por lo tanto, se espera que las variables en estudio presenten señal filogenética, evolución direccional, y un proceso de cambio evolutivo correlacionado. Los peces de grupos no-monofiléticos y monofiléticos sustentan la hipótesis de una relación positiva tamaño corporal - rango de distribución y la presencia de un rango geográfico minimo (i.e. forma triangular de la relación). Para los peces del Pacífico Sureste, los resultados en un gradiente latitudinal no sustentan la regla de Rapoport y Bergmann y se rechaza como mecanismo causal la hipótesis del patrón macroecológico com o emergente y producto de estas reglas. Los resultados apoyan la idea que la regla de Rapoport latitudinal es un fenómeno local que ocurre sólo en los sólo en los peces del Pacífico Noreste. Los resultados en un gradiente batimétiroco si apoyan la existencia de la regla de Repoport y de Dergmann, y no se rechaza como mecanismo causal la hipotesis del patrón batimetrico como emergente y producto de estas reglas. La regla de Rapoport batimetrica ha sido previamente reportada para peces del Pacífico Noreste y el Atlántico, lo que sugiere qu ela regla de Rapoport batimetrica es un fenómeno común en la naturaleza. No obstante, la baja correlación punto medio del rango batimétrico - tamaño corporal, sugiere que hay otros factores jugando un importante papel sobre la generación del patrón. Los análisis basados en ML muestran que las únicas variables de los tres taxa estudiados que tienen alta señal filogenética son las relacionadas al rango batimétrico, y los análisis de BMCMC muestran que todas las variables tienen algún grado de señal filogenética. Siendo el rango de distribución latitudinal y batimétrico las que expusieron mayor probabilidad de señal filogenética óptima. Así, el presente estudio apohya la hipótesis que el tamaño corporal y la distrubución geográfica de las especies de peces teleósteos marinos dependen de los procesos macroevolutivos. La alta señal filogénetica reportada en el rango latitudinal y batimétrico constituye el primer reporte para peces teleósteos, y sugiere que la evoluación de éstas variables pueden tener importantes efectos sobre los procesos de diversificación de este taxón. En cuanto el tamaño corporal, tanto el análisis de ML como de BMCMC señalan que sólo en Trachurus se observa una alta probabilidad de señal filogenética óptima. Consecuentemente el supuesto de una fuerte señal filogenética en el tamaño corporal constituye una hipótesis que necesita ser evaluada y no acepta a priori en todos los taxa. Los análisis apoyan la hipótesis que a evolución del tamaño corporal y la distribución geográfica de los peces telcósteros marinos es un proceso aleatorio, y que no existen fuerzas direccionales predominantes que guien el proceso durante su historia evolutiva. Además, las variables macroecológicas estudiadas tienen mayor probabilidad de un proceso evolutivo gradual y diversificación por radiación adaptativa. Por otra parte, las aproximaciones de ML y BMCMC evidenciaron la existencia de evolución correlacionada entre el rango de distribución y el tamaño corporal, posiblemente porque estas variables están íntimamente asociadas pro cuanto representan la interacción entre uso del espacio individual y tamaño poblacional mínimo viable. Finalmente, considerando los procesos macroevolutivos y la hipótesis del tamaño poblacional mínimo viable, así como su asociación con el límite geográfico mínimo para la sobrevivencia evolutiva de las especies, se propone un modelo evolutivo teórico para explicar forma triangular del patrón macroecológico. Este modelo se basa en la observación de evolución gradual correlacionada no-direccional de los rangos de distribución y los tamaños corporales en los grupos aquí estudiados, lo cual avala que la hipótesis del Cielo del Taxón no explica la diversificación de estás variables en los peces teleósteos marinos.