Exploring morphological data partitioning and reassessing the phylogeny, divergence times and morphological evolution in Pilosa (Mammalia: Xenarthra)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
François Roger Francis Pujos
Mariela Cordeiro de Castro
Mario Alberto Cozzuol
Almir Rogério Pepato
Mariela Cordeiro de Castro
Mario Alberto Cozzuol
Almir Rogério Pepato
Resumo
A evolução morfológica é heterogênea e os métodos analíticos devem levar isso em
consideração para produzir inferências confiáveis, tanto filogenéticas quanto em estudos de
evolução morfológica baseados em caracteres discretos. O particionamento de dados é bem
compreendido para dados moleculares, mas só recentemente começou a ser aplicado à
morfologia, e seus impactos nas inferências filogenéticas e evolutivas para este tipo de dados
permanecem pouco estudados. Esta tese avalia o desempenho do particionamento de dados
morfológicos com diferentes abordagens e objetivos, incluindo simulações e explorações
empíricas sistemáticas. Esta tese também teve como objetivo reavaliar a filogenia, tempos de
divergência e evolução morfológica de Vermilingua e Folivora, e essas investigações empíricas
servem também como estudos de caso para avaliar o desempenho de particionamento de dados
morfológicos e do uso da morfologia em análises de datação. Evidências das simulações e dados
empíricos sugerem que o particionamento anatômico não é uma maneira eficiente de segregar
caracteres de acordo com suas taxas evolutivas, mas que isso pode ser alcançado usando
partições baseadas em homoplasias em análises filogenéticas. No entanto, as partições
orientadas pela anatomia podem ser valiosas ao estudar a disparidade morfológica e as taxas
evolutivas, permitindo investigar esses padrões para distintas regiões de interesse, que poderiam
ser obscurecidos avaliando os dados de forma não particionada. As investigações filogenéticas
de Vermilingua e Folivora retornaram resultados gerais semelhantes aos obtidos anteriormente,
mas forneceram algumas novas evidências relacionadas à posição de táxons contenciosos,
estimativas de tempos de divergência e novas sinapomorfias para clados previamente
reconhecidos. Alguns insights metodológicos também foram obtidos. Para o estudo de
Vermilingua, a importância de uma maior amostragem de táxons e caracteres e a presença de
sinais filogenéticos ocultos em conjuntos de dados separados somente se tornaram evidentes
quando estes foram combinados. Para o estudo filogenético de Folivora, a consistência com os
resultados publicados anteriormente foi afetada pelo modelo de partição aplicado, com
partições definidas por critérios de homoplasia sendo preferidas e levando a topologias
semelhantes às obtidas por inferências de máxima parcimônia. Ambos os estudos reafirmaram
a importância da seleção de modelos nas análises filogenéticas bayesianas utilizando dados
morfológicos. Ao investigar os padrões de evolução morfológica em Folivora, o
particionamento em dados cranianos e pós-cranianos foi fundamental para esclarecer o padrão
distinto apresentado por esses subconjuntos de caracteres, com a morfologia craniana refletindo
principalmente a inércia filogenética, enquanto para o pós-crânio, as adaptações ecológicas
parecem ter também desempenhado um importante papel, levando a convergências
relacionadas à morfologia funcional.
Abstract
Morphological evolution is heterogeneous and analytical methods should take this into
consideration in order to produce reliable inferences, both for phylogenetic analyses and for
studies of morphological evolution based on discrete characters. Data partitioning is well
understood for molecular datasets, but only recently has begun to be applied to morphology,
and its impacts on phylogenetic and evolutionary inferences for this kind of data remain
underinvestigated. This thesis evaluates the performance of morphological data partitioning
with different approaches and goals, including simulations and systematic empirical
explorations. This thesis also aimed to reassess the phylogeny, divergence times and
morphological evolution of Vermilingua and Folivora, and these empirical investigations also
work as case studies for evaluating the performance of morphological data partitioning and the
use of morphology in dating analyses. Evidence from simulations and empirical data suggests
that anatomical partitioning is not an efficient way to segregate characters according to their
evolutionary rates, what can be achieved using homoplasy-based partitions in phylogenetic
analyses. Nevertheless, anatomically-oriented partitions can be valuable when studying
morphological disparity and evolutionary rates, allowing to investigate these patterns for
different regions of interest, which could be obscured if unpartitioned datasets are considered.
Phylogenetic investigations of Vermilingua and Folivora returned overall similar results with
those previously obtained, but provided some novel evidences related to the position of
contentious taxa, divergence time estimates and new synapomorphies for previously recognized
clades. Some methodological insights were also obtained. For the study of Vermilingua, the
importance of sampling additional taxa and characters and the presence of hidden phylogenetic
signals in separate datasets only became evident when they were combined. For the
phylogenetic study of Folivora, the consistency with previously published results was affected
by the partitioning model applied, with homoplasy-based partitioning being preferred and
leading to similar topologies to those obtained by maximum parsimony inferences. Both studies
reafirmed the importance of model selection in Bayesian phylogenetics of morphological data.
While investigating the patterns of morphological evolution in Folivora, partitioning of cranial
and postcranial data was fundamental to shed light in the distinct evolutionary patterns in these
subsets of characters, with cranial morphology mostly reflecting phylogenetic inertia, whereas
for postcranium, ecological adaptations seem to have also played an important role, leading to
convergences related to the functional morphology.
Assunto
Zoologia, Eutérios, Filogenia, Morfologia (animais), Cingulados
Palavras-chave
Pilosa, Vermilingua, Folivora, Morfologia, Particionamento, Filogenética bayesiana, Disparidade, Taxas evolutivas