Estudio de la forma, función y tamaño de los elementos esqueletales de la familia Octodontidae (Mammalia: Rodentia) en un contexto filogenético

Abstract

Los estudios sobre postcráneo de mamíferos han tomado impulso en las últimas décadas, tradicionalmente estuvieron enfocados en la morfología externa y cráneodentaria. En el caso particular de la familia Octodontidae, la anatomía del postcráneo está pobremente estudiada. En este trabajo se describen detalladamente los elementos postcraneales a nivel de género, caracterizando cualitativa y cuantitativamente la diversidad morfológica interespecífica de caracteres asociados almodo de vida. Por otro lado, se exploran las relaciones filogenéticas de los octodóntidos utilizando la morfología postcraneal como nueva fuente de evidencia. Se han descripto y comparado cada uno de los elementos del postcráneo para los seis géneros y 12 de las 14 especies de la familia Octodontidae, dichas descripciones son un aporte inédito a la ciencia. Se describió un total de 65 caracteres: 38 del esqueleto axial, 15 de la cintura escapular y miembros anteriores y 12 de la cintura pélvica ymiembros posteriores para 12 especies de octodóntidos y seis especies representantes de tres familias más octodontoideos (Ctenomyidae, Abrocomidae y Echimyidae), con la inclusión de cinco configuraciones de landmarks representando el atlas, axis, escápula, húmero y fémur. Se recodificaron 51 caracteres cráneodentarios y se incluyeron datos moleculares correspondientes a citocromo b, ARN ribosómico 12s y un receptor de la hormona de crecimiento, proteína codificada por el gen GHR. Los datos fueron analizados por bloques y posteriormente se realizó un análisis de evidencia total con el objetivo de testear el aporte de la evidencia postcraneal en la resolución filogenética del grupo. Se tomaron además 17 medidas lineales en escápula, huesos largos delmiembro anterior y posterior. Sobre la base de estas medidas se calcularon 11 índices funcionales, representando el primer estudio exploratorio que analiza estos índices en octodóntidos. La morfometría complementó y reforzó la descripción cualitativa de la morfología esqueletal. El análisis filogenético basado en caracteres postcranealesindicó que, si bien la morfología de los elementos óseos del postcráneo es una herramienta útil, no fue posible recuperar a la familia Octodontidae como grupo natural. Si bien la combinación de estos datos con los caracteres cráneodentarios y moleculares generó árboles de mejor resolución dando mayor soporte a los nodos de algunos géneros. La descripción morfológica y la morfometría permitió concluir que el esqueleto postcraneal de Octodontidae presenta un plan anatómico adaptado al hábito principalmente terrestre; sin embargo, se identificaron estructuras con características que se relacionan con rasgos favorables para cavar.Finalmente, a través de este trabajo se ha generado una filogenia más robusta con la propuesta de nuevas hipótesis que permitan comprender las relaciones e historia evolutiva en un marco más integrado. Además, se ha generado una importante fuente de conocimiento sobre anatomía postcraneal no sólo de esta familia de roedores tan particular y endémica de Sudamérica, sino también de algunas especies analizadas dentro del grupo externo, lo que permitirá abordar nuevos estudios con perspectivas anatomo-funcionales y evolutivas.

The research of postcranial in mammals have been increased in the recent decades, traditionally they were focused on external and craniodental morphology. In particular, for Octodontidae the postcranial anatomy is poorly studied. This work describes in detail the postcranial elements at the genus level, qualitatively and quantitatively characterizing the interspecific morphological diversity of characters associated with the life trait. On the other hand, phylogenetic relationships among octodontids were explored using postcranial morphology as a new source of evidence. Each of the postcranial elements has been described and compared for the six genera and 12 of the 14 species of the family Octodontidae, these descriptions are an unprecedented contribution to science. A total of 65 characters were described: 38 of the axial skeleton, 15 of the shoulder girdle and anterior limbs and 12 of the pelvic girdle and hind limbs for 12 species of octodontids and six species representing three more families of octodontoids (Ctenomyidae, Abrocomidae and Echimyidae), with the inclusion of five landmarks configurations corresponding to the atlas, axis, scapula, humerus and femur. Furthermore, 51 skull characters were recoded and molecular data corresponding to cytochrome b, 12s ribosomal RNA and a growth hormone receptor, protein encoded by the GHR gene, were included. Data were analyzed in blocks and later a total evidence analysis with the objective of testing the contribution of postcranial evidence in the phylogenetic resolution of the group. Additionally, 17 linear measurements were taken on the scapula, long bones of the anterior member and long bones of the hind limb. Moreover, 11 indexes with functional significance were calculated from the linear measurements representing the first exploratory study that analyzes these indixes in octodontids. The morphometry complemented and reinforced the qualitative description of the skeletal morphology. The phylogenetic analysis based on postacranial data revealed that, although the morphology of the postcranial elements is a useful tool, it was not possible to recover the family Octodontidae as a natural group. While the combination of these characters with the craniodental and molecular data generated trees with better resolution and greater support to the nodes of some genera. The morphological description and morphometry allowed concluded that postcranial skeleton of Octodontidae presents an anatomical plan adapted to the habit mainly terrestrial; however, structures with characteristics that are related to favorable traits for digging were identified. Finally, through this work a more robust phylogeny has been generated with the proposal of new hypotheses that allow understanding the relationships and evolutionary history in a more integrated framework. In addition, an important source of knowledge about postcranial anatomy has been generated not only from this family of rodents with a special interest and endemic to South America, but also from some species analyzed within the external group, which will allow us to approach new studies with anatomo-functional and evolutionary perspectives.