Doi: http://dx.doi.org/10.15446/abc.v20n3.46179.

Artículo de investigación/Original research paper

ÁREAS DE ENDEMISMO DE LOS MAMÍFEROS (MAMMALIA)NEOTROPICALES

Areas of Endemism of the Neotropical Mammals (Mammalia)

Elkin Alexi NOGUERA-URBANO¹, Tania ESCALANTE¹.

¹ Posgrado en Ciencias Biológica, Departamento de Biología Evolutiva, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Ciudad Universitaria 3000, C.P. 70-399, 04510, Coyoacán, Distrito Federal, México.
For correspondence. elkalexno@gmail.com.

Received: 14th October 2014, Returned for revision: 2nd December 2014, Accepted: 13th January 2015.
Associate Editor: Enrique Arbeláez-Cortés.

Citation / Citar este artículo como: Noguera-Urbano EA, Escalante T. Áreas de endemismo de los mamíferos (Mammalia) neotropicales. Acta biol. Colomb. 2015;20(3):47-65. doi: http://dx.doi.org/10.15446/abc.v20n3.46179.

RESUMEN

La identificación de las áreas de endemismo es un paso fundamental en los análisis de biogeografía evolutiva. Las áreas de endemismo han sido definidas por la congruencia de dos o más áreas de distribución, en donde se asume de manera general que los taxones endémicos tienen una respuesta geográfica similar a factores históricos y ambientales. Los mamíferos tienen alta diversidad en el Neotrópico y muchos de ellos han evolucionado en conjunto con esta región biogeográfica. Sin embargo, hay pocas hipótesis de áreas de endemismo que puedan ser relacionadas con la evolución de los mamíferos en el Neotrópico. En este estudio se identificaron las áreas de endemismo de los mamíferos neotropicales a partir del análisis de una matriz de 2052 taxones (familias, géneros y especies). Para ello se aplicó una búsqueda de áreas de endemismo con el método de Análisis de Endemicidad a una cuadrícula de 2° latitud-longitud. Se identificaron 101 áreas de endemismo y 498 taxones endémicos, las áreas coincidieron parcialmente con 65 patrones biogeográficos identificados por otros autores. La región Neotropical está compuesta por nueve áreas de endemismo y mostró múltiples límites, que sugieren un patrón dinámico. Se identificaron dos áreas complejas de intercambio biótico que coincidieron con las zonas de transición Mexicana y Sudamericana. La congruencia de las áreas de endemismo de mamíferos con otros esquemas biogeográficos sugiere que estas áreas han sido formadas tanto por factores históricos como ecológicos. Por otra parte, las incongruencias de las áreas de endemismo soportan un sistema biogeográfico no jerarquizado.

Palabras clave: biogeografía, distribución, diversidad, endemismo, evolución, Neotrópico.

ABSTRACT

The identification of areas of endemism is an essential step in analyses of evolutionary biogeography. Areas of endemism have been defined by the congruency of two or more distributional areas, where there is a general assumption that the endemic taxa have a similar geographic response to historical and environmental factors. Mammals are highly diverse in the Neotropics, and most of them have evolved together with that biogeographical region. However, there are few hypotheses of areas of endemism that may be related with the evolution of the mammals in the Neotropics. We analyzed a matrix of 2052 taxa (families, genera and species) to identify the areas of endemism of the Neotropical mammals. The search of areas of endemism was performed using the Analysis of Endemicity method in a grid of 2° latitude -longitude. The analysis resulted in 101 areas and 498 endemic taxa, the areas partially matched with 65 biogeographical patterns previously identified by other authors. The Neotropical region is composed of nine areas of endemism and showed multiples boundaries, these characteristics suggest a dynamic pattern. Two complex areas of biotic interchange corresponded with the Mexican and Southamerican transitional zones. On one side, the congruence of areas of endemism of mammals with other biogeographical patterns suggests that historical and ecological factors have shaped the structure of those areas. On the other side, the incongruence of some areas of endemism supports a biogeographical system without hierarchy.

Keywords: biogeography, distribution, diversity, endemism, evolution, Neotropics.

INTRODUCCIÓN

El área de distribución de un taxón está determinada por factores históricos y actuales, por lo tanto, la respuesta simultánea y paralela de los taxones a esos factores debería reflejar concordancia en sus áreas de distribución indicando "áreas de endemismo" (Rosen, 1988; Morrone, 1994; Espinosa et al., 2001; Szumik et al., 2002). Un área de endemismo se define por la congruencia de las áreas de distribución de dos o más especies (Platnick, 1991; Espinosa et al., 2001). Las áreas de endemismo son consideradas como hipótesis de homología biogeográfica primaria, es decir, conjeturas sobre una historia biogeográfica común entre taxones (Morrone, 2001a).

Para identificar áreas de endemismo se han desarrollado diferentes aproximaciones, algunas de las cuales integran los conceptos de homología biogeográfica, tales como el Análisis de Parsimonia de Endemismos (PAE) (Rosen, 1988; Morrone, 1994); el Análisis de endemicidad (AE) (Szumik et al., 2002; Szumik y Goloboff, 2004) y el Análisis Cladístico de Distribución y Endemismo (CADE) (Porzecanski y Cracraft, 2005).

En particular, el AE tiene en cuenta el componente espacial para la identificación de las áreas de endemismo a partir de la comparación de celdas sobre una gradilla (Szumik et al., 2002). Una ventaja adicional del AE sobre otros métodos, es la identificación de áreas de endemismo superpuestas (Carine et al., 2009), las cuales estarían representando la naturaleza no jerarquizada de las unidades biogeográficas (Szumik et al., 2002; Casagranda et al., 2009). En el AE se evalúa el ajuste y el soporte del área de endemismo a través de un índice de endemicidad total (E) y de cada taxón endémico (e), en términos de cuantas especies endémicas poseen y cuán ajustadas son las especies a un conjunto de celdas de prueba, siendo elegidas aquellas áreas de valor máximo de ajuste (Szumik et al., 2002; Szumik y Goloboff, 2004). El AE está implementado en los programas de cómputo NDM/VNDM (Szumik et al., 2002; Goloboff, 2004; Szumik y Goloboff, 2004) y se considera un método específico para la identificación de áreas de endemismo.

La primera propuesta sobre los patrones biogeográficos de mamíferos neotropicales fue la de Wallace (1876), en la cual el autor definió los límites geográficos de la región Neotropical y mencionó algunos taxones que la caracterizan. En otros esquemas se ha tratado la zoogeografía de los mamíferos para proponer un esquema biogeográfico de la región Neotropical (Hershkovitz, 1958), o se ha integrado a los mamíferos dentro de ensambles para identificar áreas de congruencia (Müller, 1973) o similitud geográfica y filogenética (Holt et al., 2013). En el Neotrópico se han descrito áreas de endemismo de mamíferos en la costa Atlántica Brasileña y la Amazonía (Costa et al., 2000; Goldani et al., 2006) así como en el sur de los Andes (Casagranda et al., 2009; Sandoval et al. 2010), considerando unos pocos órdenes de mamíferos. Por otra parte, las propuestas de áreas de endemismo disponibles para la extensión total del Neotrópico han sido descritas a partir de patrones de aves (Cracraft, 1985; Haffer, 1985; da Silva et al., 2004), insectos (Löwenberg-Neto y de Carvalho, 2009) y peces (Ringuelet, 1975), que coinciden, por ejemplo, en dividir a la Amazonía en dos áreas (norte y sur) y considerar las montañas de los Andes y el Caribe Colombo-Venezolano como áreas de endemismo.

La región Neotropical incluye casi toda América Latina (Wallace, 1876) y ha sido definida al menos como dos categorías biogeográficas dependiendo del tipo de organismo tratado (región y subregión; Fittkau, 1969; Müller, 1973). Actualmente existe la propuesta de una regionalización jerárquica, basada en el concepto de homología biogeográfica, para América Latina y el Caribe (Morrone, 2006; Morrone, 2014a). En esta propuesta se reconocen tres regiones: Andina, Neártica y Neotropical (Morrone, 2006; Morrone, 2014a), y dos zonas de transición entre las regiones: la Zona de Transición Mexicana (ZTM: sistemas montañosos de México y el norte de América Central) y la Zona de Transición Sudamericana (ZTS: tierras altas de los Andes entre el occidente de Venezuela, norte de Chile y centro occidente de Argentina), de acuerdo con Morrone (2006) y Morrone (2014a). Las zonas de transición son consideradas como áreas que involucran eventos de hibridación biótica promovidos por cambios histórico-ecológicos y representan áreas evolutivamente activas con interacción biótica intensa, donde ocurre la mezcla de componentes bióticos diferentes (Escalante et al., 2004; Morrone, 2006; Escalante et al., 2010). En la región Neotropical, se han definido tres subregiones: Antillana, Chaqueña y Brasileña; así como 54 provincias, las cuales pueden agruparse preliminarmente en siete dominios: Brasileño Boreal, Pacífico, Mesoamericano, Suroccidente de la Amazonía, Suroriente de la Amazonía, Chaqueño y Paranaense (Morrone, 2014a).

Hasta el momento no existe un sistema completo de áreas de endemismo de los mamíferos neotropicales, pero si existe a una escala de subregión (Solari et al., 2012). Algunos sistemas parciales de áreas de endemismo de mamíferos en el Neotrópico (Costa et al., 2000; Escalante et al., 2004; Goldani et al., 2006; Escalante et al., 2009; Sandoval et al., 2010; Olguín-Monroy et al., 2013) han sido propuestos sin considerar las extensiones totales de las distribuciones de los mamíferos neotropicales o sin abarcar el mayor número posible de especies. En otros casos se mencionan a los mamíferos endémicos sin ser el grupo biológico de interés (Cabrera y Willink, 1973; Morrone, 2001a).

Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue identificar las áreas de endemismo de los mamíferos neotropicales aplicando el método de AE (Szumik et al., 2002; Szumik y Goloboff, 2004). Además, se buscó diagnosticar los límites de la región Neotropical, algunas subregiones y provincias biogeográficas, estableciendo una comparación con áreas delimitadas previamente por Morrone (2014a) y otros autores (Müller, 1973; Ringuelet, 1975; Cracraft, 1985; Haffer, 1985). Adicionalmente, se proponen nuevas áreas de endemismo para los mamíferos, denominadas como transiciones y uniones entre provincias biogeográficas, y se discute la importancia de las zonas complejas o de transición identificadas. Los resultados de este análisis son una primera propuesta de una hipótesis de homología biogeográfica primaria de mamíferos en el Neotrópico.

MATERIALES Y MÉTODOS

Mapas de distribución

Se usaron los mapas de distribución de 1782 especies existentes en América (IUCN, 2012). Considerando que la región Neotropical podría extenderse hacia el límite norte de México (Escalante et al., 2010), las distribuciones fueron recortadas desde el centro de los Estados Unidos de América hasta la Patagonia, con coordenadas extremas 38 °N - 56 °S latitud y 122 °W - 34 °W longitud. Para cada especie se adicionaron las categorías taxonómicas de familia y género siguiendo la propuesta de Wilson y Reeder (2005).

Los mapas de distribución fueron traslapados sobre una gradilla de 2° de latitud-longitud (2008 celdas), donde a cada cuadro se asignó la presencia de un taxón ("1") cuando hubo intersección del mapa de distribución con una celda, y ausencia ("0") cuando no hubo intersección. Se generó una matriz integrada por tres niveles taxonómicos (familias, géneros y especies) de dimensiones 2052 taxones vs. 700 celdas. Para generar los mapas de familias y géneros, se combinaron todos los mapas de los taxones inmediatos inferiores. En el caso de taxones monotípicos no hubo adición de distribuciones de taxones superiores, con el fin de evitar incluir un mapa dos veces.

Protocolo de búsqueda de áreas de endemismos

La matriz fue analizada con el algoritmo implementado en el programa NDM/VNDM versión 3.0 (Goloboff, 2004), en el cual se aplica el método de optimización de AE (Szumik et al., 2002; Szumik y Goloboff, 2004).

El criterio implementado en NDM/VNDM da un índice de endemicidad a cada taxón endémico (e; índice de endemicidad del taxón), dependiendo de qué tan ajustada es su distribución a un conjunto de celdas (área de endemismo). Además provee un E, obtenido de la sumatoria de los e que la componen (Szumik y Goloboff, 2004). Un taxón tendrá un valor e máximo de "1" si se encuentra en cada una de las celdas evaluadas y está ausente en el resto de la gradilla. Cuanto menor sea el ajuste del taxón al área, menor será el valor de e. Por otra parte, el valor de E dependerá del número de taxones incluidos en el área, cuantos más taxones se consideren como endémicos, mayor será el valor de E (Szumik y Goloboff, 2004).

Se hicieron búsquedas heurísticas con 50 réplicas cambiando la semilla aleatoria en NDM/VNDM (random seed) con números al azar entre 1 y 1000. El mayor número de áreas de endemismo se obtuvo con la semilla 125, los otros valores presentaron variaciones en el número de áreas inferiores al seleccionado (Material suplementario 1). Otros parámetros tomados en cuenta han sido previamente empleados en estudios similares (Szumik y Goloboff, 2004; Escalante et al., 2010): si habían subconjuntos, se permitió que se superpusieran; se guardaron aquellos con 50 % de especies únicas; la búsqueda de áreas se realizó con mínimo dos especies endémicas; se guardaron áreas con E mínimo de 2,0; se retuvieron áreas sub-óptimas de 0,9 y sin utilizar la opción de usar proporción del límite.

Una vez que se obtuvieron las áreas de endemismo, se inspeccionaron las distribuciones de los taxones que conformaron cada área. Se determinó que los e que representan un mejor ajuste de la distribución del taxón con el conjunto de celdas (congruencia espacial de las distribuciones en la gradilla) podrían ser iguales o mayores a 0,6, por lo que dicho valor fue ingresado en el programa NDM/VNDM (Set minimun species score) para descartar los taxones que no cumplieron con esta condición y así recalcular los E de las áreas. Finalmente se obtuvo un consenso estricto con 30 % de similitud entre áreas de endemismo (Escalante et al., 2010); a través del consenso se combinaron todas las áreas que compartieron ese porcentaje de taxones endémicos (Aagesen et al., 2013). La lista de taxones endémicos, los valores de E y e obtenidos con NDM/VNDM fueron exportados y almacenados para describir las áreas de endemismo.

Caracterización de áreas de endemismo

Para obtener los mapas de las áreas de endemismo se inspeccionaron los mapas de distribución de los taxones endémicos con e > 0,6 y se verificó su simpatría, por lo que aquellas áreas que durante la inspección no presentaron simpatría de los taxones endémicos fueron descartadas. El mapa de cada área de endemismo se obtuvo uniendo los mapas de distribución de los taxones endémicos que la soportaron. Las áreas obtenidas fueron contrastadas con la propuesta de regionalización biogeográfica para la región Neotropical de Morrone (2014a) y se le asignaron nombres de acuerdo con la correspondencia encontrada para evitar crear nuevos nombres (Ebach et al., 2008). Las áreas identificadas que incluyeron dos o más unidades biogeográficas se denominaron como "uniones", mientras que las áreas identificadas que se encuentran entre dos unidades biogeográficas se denominaron "transiciones" (Ferro y Morrone, 2014). Dado que en panbiogeografía, la identificación de zonas de transición o áreas complejas ha sido realizada a través de la superposición de trazos generalizados (Morrone, 2006), de manera equivalente la superposición de áreas de endemismo permitió identificar ese tipo de áreas. Todas las áreas de endemismo identificadas fueron superpuestas con el fin de inspeccionar las zonas en donde los límites de las áreas de endemismo convergen o se cruzan, a esos sitios se les nombró como "áreas complejas".

RESULTADOS

Se identificaron 210 áreas de endemismo con E recalculados entre 0,63 y 9,25; de las cuales se descartaron 100 porque no cumplieron con el E mínimo de 2,0 o no presentaron simpatría de las distribuciones durante la inspección o fueron áreas parciales de filiación Neártica. Se conservaron para el análisis y procesamiento 110 áreas de endemismo con E entre 2,1 (3 taxones) y 15,1 (17 taxones). Durante la aplicación del consenso, 19 áreas se redujeron a diez áreas de endemismo consensadas y 91 se mantuvieron como áreas únicas, con lo que se generaron 101 áreas de endemismo finales. Se obtuvieron 498 taxones endémicos, compuestos por dos familias, 42 géneros y 454 especies. Los índices de endemicidad totales y de cada taxón, y los taxones endémicos se indican en el Material suplementario 2.

A partir de la comparación con la regionalización de Morrone (2014a), se determinó que las 101 áreas de endemismo identificadas corresponden a 65 unidades biogeográficas o porciones de ellas: región Neotropical (nueve áreas), región Andina (tres áreas: ae 94-95-96), ZTM (cuatro áreas), ZTS (dos áreas), provincias (18), partes de diferentes unidades biogeográficas (32 áreas) y uniones/ transiciones entre unidades biogeográficas (33 áreas; Material suplementario 3).

La riqueza de taxones endémicos de las áreas de endemismo correspondientes a los límites de la región Neotropical varía entre tres y cinco taxones endémicos. Las áreas de endemismo identificadas como región Neotropical (ae-1 a ae-9) mostraron límites variables, algunas de ellas sobrepasan el centro de México y sur de Brasil o están limitadas por los Andes (Fig. 1). Se identificaron dos variaciones de la ZTM como áreas de endemismo, la primera se extiende hacia el Altiplano Mexicano (ae 10-11-12; Fig. 2) y la segunda sólo incluye el sur de la ZTM (ae 13, Fig. 2). En el caso de la ZTS tan sólo la porción norte se caracterizó como área de endemismo (ae 14-15; Fig. 2).

A escala de subregión se identificaron cuatro áreas de endemismo: el sur de la Subregión Brasileña (ae 16, Fig. 2) y el sur occidente de la subregión Brasileña (ae 17-18-19; Fig. 2). A nivel de dominio o partes de dominio se identificaron las siguientes 15 áreas de endemismo (Fig. 2): dominio Mesoamericano (ae 20-21-22), dominio Mesoamericano y ZTM (ae 23), el norte del dominio Pacífico (ae 24-2526), occidente del dominio Pacífico (ae 27, ae 28 y ae 29), dominio Brasileño Boreal (ae 30-31), nororiente del dominio Chaqueño (ae 32) y dominio Paranaense (ae 33-34).

En cuanto a provincias (P) o partes de ellas, fue necesario nombrarlas como norte o sur dependiendo de la provincia que intersectaron: Sierra Madre Occidental (ae 35; Fig. 2), sur de la provincia Sierra Madre Occidental (ae 36; Fig. 2), Sierra Madre Oriental (ae 37; Fig. 2), Tierras Altas de Chiapas (ae 38; Fig. 2), Península de Yucatán (ae 39; Fig. 2), Antillas Menores (ae 40; Fig. 2), Española (ae 41; Fig.2) , Jamaica (ae 42; Fig. 2), Puntarenas-Quiriquí (ae 43; Fig. 2), Magdalena (ae 44; Fig. 3), Guajira (ae 45-46; Fig.3) , Pantepui (ae 47-48; Fig. 3), Tierras Bajas de la Guyana (ae 49; Fig. 3), Sur oriente de P. Cerrado (ae 50; Fig. 3), P. Chaco (ae 51; Fig. 3), centro oriente de P. Chaco (ae 52; Fig. 3), norte de P. Chaco (ae 53; Fig. 3), Pampeana (ae 54; Fig. 3), norte de P. Rondônia (ae 55; Fig. 3), occidente de P. Rondônia (ae 56; Fig. 3), centro de P. Rondônia (ae 57; Fig. 3), norte de P. Puna (ae 58; Fig. 3), Sur de P. Puna (ae 59-60; Fig. 3), Tapajós-Xingú (ae 61-62; Fig. 3) y sur de P. Yungas (ae 63-64; Fig. 4).

Las siguientes áreas de endemismo aparecen superpuestas y fueron denominadas como transiciones entre provincias: P. Sierra Madre del Sur-P. Veracruzana (ae 65; Fig. 3), P. Chocó-Darién- P. Guatuso-Talamanca (ae 66; Fig. 3), Norte de P. Páramo- P. Guajira (ae 67; Fig. 3), P. Cauca-P. Puna (ae 68; Fig. 3), P. Tierras bajas de Guyana, P. Sabana y P. Venezolana (ae 69; Fig. 3), P. Rondônia-P. Ucayali (ae 70; Fig. 4), P. Napo-P. Rondônia-P. Ucayali (ae 71; Fig. 4), P.Pará-P. Tapajós-Xingú (ae 72; Fig. 3), P. Imerí- P. Madeira (ae 73; Fig. 3), Transición P. Atlántico-P. Caatinga- P. Cerrado- P. Paraná (ae 74; Fig. 3), P. Atlántico-P. Paraná (ae 75-76-77; Fig. 3), P. Cerrado-P. Paraná (ae 78; Fig. 4), P. Bosque de Araucaria-Sur de P. Paraná-Norte de P. Pampeana. (ae 79-80; Fig. 3) y P. Chaco-P. Monte-P. Puna (ae 81-82; Fig. 4).

Cuenca del Balsas-P. Faja Volcánica Transmexicana (ae 83-84; Fig. 3), P. Tierras Bajas del Pacífico-P. Veracruzana (ae 85; Fig. 3), P. Cubana-P. Jamaica-P. Bermudas-P. La Española (ae 86-87; Fig. 3), P. Paraná-P. Atlántico (ae 8889; Fig. 4), P. Bosque de Araucaria-P. Paraná (ae 90; Fig. 4), P. Madeira-P. Rondônia (ae 91; Fig. 4), P. Desierto-P. Ecuatoriana (ae 92; Fig. 4) y P. Atacama-P. Desierto-P. Puna-P. Yungas (ae 93; Fig. 4).

Aunque el objetivo de este estudio fue la identificación de áreas de endemismo en la región Neotropical, se lograron identificar tres áreas de endemismo (ae 94-95-96) que soportan a la región Andina como patrón biogeográfico (Fig. 1). Además se caracterizaron cuatro subunidades relativas a esta región (Fig. 4; P. Bosque Magallánico [ae 97], Unión P. Coquimbo-P. Santiago [ae 98], Unión P. Maule-P. Santiago-P. Coquimbo [ae 99-100] y Unión P. Patagonia Central-P. Monte [101]). Al inspeccionar la superposición de las áreas de endemismo se detectaron dos áreas complejas o de transición, una en América Central (Ac1; Fig. 5A) y otra que se extiende por los Andes hasta el norte de Argentina (Ac2; Fig. 5B).

DISCUSIÓN

Las 101 áreas de endemismo sobrepasaron en más del 50 % a esquemas propuestos en otros estudios (Müller, 1973; Ringuelet, 1975; Cracraft, 1985; Haffer, 1985). El incremento en las áreas de endemismo identificadas y algunas incongruencias geográficas con respecto a propuestas previas, se argumentan en la capacidad del protocolo de optimización de encontrar áreas de endemismo superpuestas (Szumik et al., 2002; Szumik y Goloboff, 2004). Por otro lado, la decisión del tipo de consenso realizado y el valor de similitud del mismo puede afectar los resultados (Aagesen et al., 2013). Vale la pena anotar que una de las características del método AE es que con él no se obtiene un arreglo jerárquico de las áreas de endemismo, por lo tanto, el esquema de áreas de endemismo de mamíferos presentado aquí no es jerárquico. A pesar de esto y con el fin de asociar las áreas identificadas con áreas conocidas se decidió darles nombres de acuerdo a un sistema estándar (Morrone, 2014) y considerando la coincidencia espacial entre los dos sistemas.

Las áreas de endemismo superpuestas, denominadas aquí como uniones o transiciones, podrían representar una visión más real de las relaciones ecológicas y biogeográficas de la biota (Casagranda et al., 2009). Por lo tanto, este esquema de áreas de endemismo de mamíferos podría representar una estructura no jerarquizada de los sistemas biogeográficos (Ruggiero et al., 1998; Casagranda et al., 2009).

La región Neotropical identificada estuvo compuesta por nueve áreas de endemismo. En un sentido amplio se extiende desde el norte de México hasta el centro de Argentina, en el norte excluye el Altiplano Mexicano y la Península de Baja California, en el sur excluye a Chile y otras zonas de la región Andina. Se han propuesto límites y extensiones variados para definir la región Neotropical (Sclater, 1858; Sclater, 1895; Wallace, 1876; Hershkovitz, 1958; Cabrera y Willink, 1973; Udvardy, 1975; Morrone, 2001a; Kreft y Jetz, 2010; Solari et al., 2012; Holt et al., 2013; Morrone, 2014a) sin llegar a un acuerdo general.

Al superponer las áreas de endemismo que integran a la región Neotropical se obtuvo un patrón con múltiples límites, lo cual caracterizaría al Neotrópico como un patrón dinámico. La dinámica es una característica de las áreas de distribución (Brown et al., 1996), consiste en la variación de los límites por interacciones ecológicas y relaciones históricas de las especies con el ambiente (Brown et al., 1996; Gaston, 2003). Posiblemente la variación en los límites de la región Neotropical se deba a la modificación conjunta de las áreas de distribución de los taxones endémicos, más que al grupo biológico estudiado o el método de análisis.

Si se considera que las áreas de endemismo se definen a partir del análisis de las distribuciones de los taxones (Platnick, 1991; Szumik et al., 2002) y que esas distribuciones son dinámicas (Brown et al., 1996; Gaston, 2003), se podría pensar que la región Neotropical y las áreas de endemismo son entidades dinámicas que se restringen y extienden de acuerdo con los límites de distribución de los taxones endémicos. Por ejemplo, se ha propuesto la existencia de las zonas de transición con biota endémica en vecindad de las regiones Andina y Neártica (Morrone, 2006; Morrone, 2014a). Sin embargo muchas de las distribuciones de taxones neotropicales sobrepasan los límites de las zonas de transición (Sclater, 1858; Sclater, 1895; Wallace, 1876; Hershkovitz, 1958; Cabrera y Willink, 1973; Udvardy, 1975; Kreft y Jetz, 2010; Holt et al., 2013). De acuerdo con los resultados obtenidos, este principio de dinamismo se podría aplicar a otras unidades biogeográficas de menor tamaño, como lo indican las uniones y transiciones entre áreas de endemismo identificadas.

Los límites geográficos entre las regiones Neártica y Neotropical son variados (Sclater, 1858; Sclater, 1895; Wallace, 1876; Hershkovitz, 1958; Cabrera y Willink, 1973; Udvardy, 1975; Morrone, 2001a; Kreft y Jetz, 2010; Holt et al., 2013), eso ha permitido la descripción de la ZTM (Morrone, 2006). Actualmente se considera que la ZTM estaría compuesta por cinco provincias biogeográficas: Sierra Madre Oriental, Sierra Madre Occidental, Sierra Madre del Sur, Faja Volcánica Transmexicana y Tierras Altas de Chiapas (Morrone, 2014a). En este estudio se identificaron tres áreas de endemismo en la ZTM que difieren con las de Morrone (2006), lo cual indica la presencia de especies de mamíferos endémicos en territorios mayores a las montañas mexicanas, que a una sola provincia. Las distribuciones de los mamíferos en las ZTM suelen ser variables tanto para mamíferos como para otros grupos biológicos (Sclater, 1858; Sclater, 1895; Wallace, 1876; Hershkovitz, 1958; Udvardy, 1975; Kreft y Jetz, 2010; Holt et al., 2013), lo cual se puede reflejar en algunas diferencias parciales entre sistemas biogeográficos.

La primera área de endemismo que hizo parte de la ZTM es un patrón incompleto definido como la unión de la Sierra Madre Occidental y Oriental con la Sierra Madre del Sur, la segunda porción sur integró a la Sierra Madre Oriental con la Faja Volcánica Transmexicana. Una tercera área de endemismo cubrió parte del Altiplano Mexicano, esta área de endemismo coincidió con la Zona de Transición Holártico-Neotropical de Hershkovitz (1969). Este autor mencionó que la restricción de algunas especies de mamíferos ocasionada por el levantamiento de las cadena montañosa centro americana y la interacción de biota de las dos regiones biogeográficas (Neártica y Neotropical), ocasionaron la existencia de un área de complejidad ecológica y biogeográfica con límites variables en la ZTM.

Por otra parte, en este estudio se caracterizó a la región Andina como unidad biogeográfica separada de la región Neotropical, a diferencia de algunos esquemas biogeográficos en los cuales son una sola región (Wallace, 1876; Cabrera y Willink, 1973; Solari et al., 2012). Se ha propuesto que distintas fases de la evolución de América del Sur están relacionadas con la estructuración de las comunidades de mamíferos andinos, desde la separación de Gondwana hasta el Intercambio Americano (Goin et al., 2012). La evolución singular de la biota de la región Andina soporta la hipótesis de ser un área hermana de la ZTS (Morrone, 2014b) y el sur de Australia y África (Morrone, 2001b; Goin et al., 2012).

Entre las regiones Neotropical y Andina se identificaron áreas de endemismo correspondientes a la ZTS. La ZTS es una área compleja que integra a casi todos los ecosistemas Andinos sudamericanos, actualmente está dividida en seis provincias (Morrone, 2006; Morrone, 2014a). Se recuperaron dos áreas de endemismo que estarían representando las provincias del norte y sur de la ZTS. En el norte, un área de endemismo integró a los Andes del norte con la Puna, mientras que el sur integró los Andes Centrales (Puna, Prepuna). El área de endemismo sur es congruente con los Andes Australes de Haffer (1985) y la provincia Cuyana Andes Sur de Ringuelet (1975). La existencia de las dos áreas de endemismo podría ser explicada por la fragmentación de los Andes (norte y sur), ocurrida durante la formación y continuidad del Portal Andino Occidental (Antonelli y Sanmartín, 2011).

Las áreas de endemismo que coincidieron con los dominios Brasileño Boreal, Pacífico y Paranaense en la Amazonía, son patrones producto de varios eventos geológicos y cambios del paisaje (Antonelli y Sanmartín, 2011; Condamine et al., 2012), procesos de inmigración y extinción durante el Post-pleistoceno (Davis et al., 1988) y procesos de vicarianza ocurridos durante diferentes etapas de evolución del Neotrópico (Morrone, 2014b).

Las áreas de endemismo identificadas como nororiente del dominio Chaqueño y la transición entre las P. Atlántico-P. Paraná coinciden con las áreas de endemismo de mamíferos denominadas como norte y sur del oriente de Brasil (Costa et al., 2000) y áreas de endemismo de aves conocidas como Amazónica (Cracraft, 1985) o Serra do Mar y Pernambuco en la costa atlántica de Brasil (Müller, 1973; da Silva et al., 2004). Posiblemente la separación y diferenciación de esos patrones estaría relacionada con cambios ambientales (Roig, 1994) y la evolución de la cuenca del Amazonas. Hace aproximadamente 35 millones de años la costa Atlántica de Brasil ha permanecido aislada por cuencas como el Paleo Orinoco, luego el sistema de Pebas y ahora el Orinoco y Amazonas que han permito la diversificación de diferentes tipos de especies (Antonelli y Sanmartín, 2011) entre ellas de mamíferos como primates y roedores (Solari et al., 2012). Las áreas de endemismo definidas como sur de la Subregión Brasileña y suroccidente de la Subregión Brasileña, son similares al área de endemismo centro sur de la Amazonia Inambari, explicada por la existencia de barreras para aves como las montañas andinas y los ríos Madeira, Madre de Dios y Marañon (Cracraft, 1985).

El área de endemismo ae 22 fue denominada como dominio Mesoamericano y ZTM, la cual está caracterizada por tres especies Mephitis macroura, Choeronycteris mexicana y Leptonycteris yerbabuenae. Esta área de endemismo tuvo afinidad geográfica con la subregión América Central de Solari et al. (2012) y la unidad biogeográfica Centroamericana propuesta por Holt et al. (2013). En Mesoamérica se ha descrito un patrón de alta diversidad filogenética beta (Holt et al., 2013), por lo tanto, sería una zona con un alto intercambio en composición filogenética y especies restringidas, fenómenos que prueban la estrecha historia evolutiva y la identidad ecológica del área de la ZTM y gran parte de América Central.

Las áreas de endemismo que coincidieron con partes de los dominios Paranaense y Chaqueño (se extienden por el noreste de la Argentina, este del Paraguay, sur y este del Brasil) y la unión de las P. de Araucaria-Sur P. Paraná-Norte P. Pampeana, podrían ser explicadas por conexiones y separaciones de los bosques en la subregión del Chaco ocurridas durante el Terciario, Oligoceno y Mioceno (Roig, 1994). Durante el Terciario, un clima templado permitió la existencia de un bosque continuo, el cual se extendió más al sur que en la actualidad y que se fragmentó durante el Oligoceno y Mioceno, debido a la aridez ocasionada por el ascenso de los Andes, con ello ocurrió también la expansión de la biota Chaqueña (Roig, 1994).

Las provincias son las unidades básicas en la jerarquía biogeográfica (Escalante, 2009), sin embargo en este estudio se identificaron áreas de endemismo parcialmente congruentes con provincias, porciones de provincias, uniones y transiciones entre provincias. A estas áreas de endemismo se les asignó el nombre de la provincia o partes de las provincias con las cuales coincidieron. Se descartó el uso de los nombres de ríos, considerando que los límites de las áreas de endemismo identificadas no coincidieron con ninguno. En los mamíferos pocas especies se restringen a barreras rivereñas, sus distribuciones y procesos de especiación por ejemplo en la Amazonía estarían más relacionados con el levantamiento de los Andes y la modificación por largos periodos de tiempo de grandes cuencas (da Silva y Patton, 1998).

Las provincias fueron nombradas considerando las coincidencias con la propuesta de Morrone (2014a), tan sólo 13 áreas de endemismo tuvieron coincidencia con áreas previamente identificadas: Antillas Menores, P. Chaco, P. Chiapas, P. Española, P. Guajira, P. Jamaica, P. Magdalena, P. Pantepui, P. Península de Yucatán, P. Puntarenas-Quiriquí, P. Sierra Madre Occidental, P. Sierra Madre Oriental y P. Tierras Bajas de la Guyana.

El término de transición o unión se aplicó a 24 áreas de endemismo. La existencia de unidades que se sobreponen a unidades biogeográficas tradicionales ocurre a escalas de regiones como las ZTM y ZTS (Morrone, 2001b; Morrone, 2004; Morrone, 2006). Sin embargo, de acuerdo con los resultados, ocurren también a escala de provincia. Las uniones y transiciones de áreas de endemismo serían zonas de intercambio biótico o podrían presentar identidad al estar soportadas por taxones endémicos propios, atributo que caracteriza por ejemplo a las zonas de transición (Morrone, 2006). Posiblemente, la presencia de áreas de endemismo anidadas y no anidadas estarían otorgando una idea más clara de cómo ocurren los patrones biogeográficos en la naturaleza (Casagranda et al., 2009), por lo tanto también serían producto de interacciones ecológicas e históricas tal como ocurre con las distribuciones de los taxones. A futuro se debe explorar la idea de que los fragmentos de provincias sean consideradas como distritos biogeográficos, la disminución de la escala de trabajo posiblemente permitiría su validación y también la identificación de nuevos patrones de transición.

Áreas complejas

Los límites y superposición de las áreas de endemismo estarían estructurando al menos dos áreas complejas de intercambio biótico, coincidentes con las zonas de transición Mexicana y Sudamericana. En las dos áreas complejas se ha propuesto la existencia de una mezcla de diferentes elementos bióticos, promovidos por cambios históricos y ecológicos (Morrone, 2006). La primera área compleja concuerda con la ZTM (Morrone, 2006) con un centro identificado en el intercepto de máxima intersección de áreas de endemismo en las provincias Sierra Madre Oriental y el Faja Volcánica Transmexicana. La segunda concuerda con la ZTS (Morrone, 2006) con aproximadamente cinco centros de máxima convergencia de límites de áreas de endemismo (provincia Maracaibo en la Guajira Colombiana, provincia Norandína, provincia Occidente del Ecuador, el centro de la provincia Prepuna y el centro de la provincia Puna; sensu Morrone, 2001a). Las dos zonas de transición son áreas de alta complejidad biótica (Morrone, 2006), riqueza y/o diversidad filogenética (Holt et al., 2013), por lo tanto la congruencia de las múltiples áreas de endemismo soportan muy bien su caracterización.

En América del Sur se han descrito patrones de variación en los valores de anisotropía (la ocupación heterogénea en el área de distribución; Ruggiero et al., 1998) los cuales coinciden parcialmente con las áreas complejas identificadas; mientras que los centros de las áreas complejas coinciden o son vecinos de sitios con altos valores de resistencia ambiental (ver Ruggiero et al., 1998). Esto indicaría que las áreas complejas identificadas también son influenciadas por la topografía de la zona, así las áreas de endemismo que integran a las áreas complejas podrían tener mayor heterogeneidad y asimetría en la presencia de cadenas montañosas en el occidente de Sudamérica como ocurre con las distribuciones de los mamíferos (Ruggiero et al., 1998). Considerando que las áreas complejas de la ZTM se encuentran en el sistema montañoso de Mesoamérica, estas áreas podrían tener una fuerte influencia de la topografía como ocurre en la ZTS.

Desde otra perspectiva, el componente topográfico también explicaría las mayores concentraciones de áreas de endemismo identificadas hacia el costado occidental de Sudamérica y en Mesoamérica. Aunque en este estudio se hizo una primera aproximación para describir las zonas complejas a partir de las áreas de endemismo, son necesarios criterios y métodos analíticos-descriptivos para precisar el número, forma, tamaño y localización de las zonas complejas a partir de las áreas de endemismo.

CONCLUSIONES

Los patrones de endemismo de mamíferos coincidieron parcialmente con sistemas de áreas de endemismo propuestos por otros autores. La congruencia de algunas áreas de endemismo neotropicales con otros esquemas biogeográficos, permite sugerir que factores como el levantamiento de los Andes, la evolución del Amazonas y los cambios de vegetación a través del tiempo han estructurado las áreas de endemismo de los mamíferos dentro de un sistema biogeográfico no jerarquizado. La coincidencia parcial se debió a la identificación de áreas de endemismo denominadas como transiciones o uniones; ese tipo de incongruencias, entre áreas de endemismo identificadas y sistemas de regionalización propuestas, han sido reportados para la Patagonia y el Neotrópico (Casagranda et al., 2009; Löwenberg-Neto y de Carvalho, 2009).

Los sistemas de regionalización biogeográfica propuestos actualmente (Sclater, 1858, Sclater, 1895; Wallace, 1876; Cabrera y Willink, 1973; Udvardy, 1975; Kreft y Jetz, 2010; Holt et al., 2013), consideran la jerarquización de las unidades biogeográficas con límites más o menos definidos. Sin embargo, en este estudio se comprobó que la existencia de transiciones dificulta la diferenciación de niveles biogeográficos, y para su ordenamiento habría que profundizar en la explicación de factores que interactúan en la conformación de transiciones a niveles de provincia y distrito biogeográficos.

Los patrones de endemismo analizados a nivel de provincia parecen ser más congruentes con provincias tradicionalmente reconocidas, los niveles mayores como las subregiones no pudieron ser totalmente caracterizados ya que hubo poca simpatría en las distribuciones a esa escala.

La propuesta de las 101 áreas de endemismo identificadas para los mamíferos neotropicales puede ser tomada como una hipótesis de homología biogeográfica primaria en el Neotrópico y puede ser incluida en la priorización de áreas en planes de conservación, pero el avance hacia un análisis de ensambles de especies como el de Müller (1973), probaría la existencia de los patrones de transición identificados. Se ha mencionado que el conocimiento de las especies neotropicales y sus distribuciones aún es inadecuado para proponer una clasificación biogeográfica (Solari et al., 2012), sin embargo pensamos que esta primera propuesta será útil para futuras comparaciones. Con este estudio se aporta al conocimiento de las áreas de endemismo en la región Neotropical, lo cual permitirá avanzar en la explicación y propuestas de escenarios evolutivos y relaciones de especies endémicas y áreas de endemismo de mamíferos.

AGRADECIMIENTOS

A Víctor Sánchez Cordero, David Espinosa, Livia León Paniagua y Luis Sánchez por los comentarios realizados a una primera versión del documento. A Juan José Morrone por sus observaciones que permitieron el mejoramiento de este documento. A Claudia Szumik por sugerencias en el manejo de NDM/VNMD. A tres evaluadores anónimos que hicieron valiosos comentarios que mejoraron este manuscrito. EAN-U agradece al posgrado en Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y al programa de becas del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (becas 290649 y 290840, CONACyT) por el apoyo brindado para estudios de posgrado y el soporte para el desarrollo de esta investigación.

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