Composition, diversity, and vegetation signals of the Eocene Río Pichileufú flora (northwestern Patagonia, Argentina), spore-pollen evidence

Abstract

The middle Eocene Rio Pichileufú locality (47.7 Ma, Huitrera Formation, Río Negro Province, Argentina) preserves one of the most diverse and biogeographically significant fossil floras of the southern hemisphere. This study presents the first comprehensive palynological analysis from the site, identifying 69 spore and pollen species representing 33 plant families, including 19 newly recorded for the locality. The palynological assemblage is dominated by gymnosperms, chiefly Podocarpaceae, and by Nothofagaceae among angiosperms, accompanied by typical Gondwanan elements such as Araucariaceae, Myrtaceae, and Proteaceae. The presence of thermophilic taxa, including palms and Sapindaceae (Cupania), indicates warm depositional conditions, whereas the scarcity of ferns suggests seasonally dry intervals. A key finding is the fossil pollen record of Barnadesioideae (Asteraceae), representing the earliest confirmed occurrence of this crown-group lineage. Previously, Asteraceae at Río Pichileufú were known from a unique inflorescence and associated pollen related to the Mutisioideae/Dicomae/Olenbergiinae groups. The new evidence extends the evolutionary history of the family and demonstrates that diversification of Barnadesioideae was already underway in southern South America immediately following the Eocene Climatic Optimum. The Río Pichileufú assemblage thus offers critical evidence for the early Gondwanan diversification of the Asteraceae and records a major floristic transition in Patagonian mesothermal forests, from persistently humid conditions to increasing rainfall seasonality.La localidad Eocena media de Río Pichileufú (47,7 Ma, Formación Huitrera, Provincia de Río Negro, Argentina) preserva una de las floras fósiles más diversas y biogeográficamente significativas del hemisferio sur. Este estudio presenta el primer análisis palinológico exhaustivo del sitio, identificando 69 especies de esporas y polen que representan 33 familias de plantas, incluyendo 19 registradas por primera vez para la localidad. La asociación palinológica está dominada por gimnospermas, principalmente Podocarpaceae, y entre las angiospermas domina Nothofagaceae, acompañadas por elementos típicos de Gondwana como Araucariaceae, Myrtaceae y Proteaceae. La presencia de taxones termófilos, incluyendo palmeras y Sapindaceae (Cupania), indica condiciones cálidas después de la depositación, mientras que la escasez de helechos sugiere intervalos estacionalmente secos. Un hallazgo significativo es el registro fósil de polen de Barnadesioideae (Asteraceae), que representa la evidencia confirmada más antigua del grupo corona de este linaje. Anteriormente, las Asteraceae de Río Pichileufú se conocían a partir de una inflorescencia y polen asociado, perteneciente a los grupos Mutisioideae/Dicomae/Olenbergiinae. La nueva evidencia amplía la historia evolutiva de la familia y demuestra que la diversificación de Barnadesioideae había comenzado en el sur de Sudamérica inmediatamente después del Óptimo Climático del Eoceno. Por lo tanto, la asociación de Río Pichileufú ofrece evidencia crucial sobre la diversificación temprana de las Asteraceae en Gondwana y registra una importante transición florística en los bosques mesotérmicos patagónicos, desde condiciones persistentemente húmedas a regímenes con una creciente estacionalidad de las precipitaciones.