“Reconstrucción de las transiciones de hábitat en la historia evolutiva del clado Crocodylia”

Abstract

Las transiciones de hábitat (e.g., terrestre – agua dulce – marino costero) son eventos extraordinarios que ocurren con escasa frecuencia y son de gran interés evolutivo debido a que se encuentran asociadas a nuevas y diversas adaptaciones. Las transiciones de hábitat en el clado Crocodylia (caimanes, aligátores, gaviales y verdaderos cocodrilos) han sido poco exploradas y son poco entendidas porque las 26 especies vivientes son casi exclusivamente dulceacuícolas. En contraste, el registro fósil de decenas de especies extintas sugiere que ocurrieron múltiples transiciones entre hábitats dulceacuícolas y marinos a lo largo de su historia evolutiva de casi 100 millones de años. En este trabajo presentamos un análisis de reconstrucción de estados ancestrales para conocer el tiempo y posición filogenética de las transiciones de hábitat de los Crocodylia. La posición de los taxones de interés puede variar entre hipótesis filogenéticas, lo que puede alterar los puntos en los que se dan las transiciones de hábitat. Es por ello que proponemos una nueva hipótesis filogenética basada en múltiples líneas de evidencia con el objetivo de esclarecer las incongruencias en la sistemática de los cocodrilianos y así comprender mejor el patrón de transiciones. Nuestros resultados presentan congruencia molecular, morfológica y estratigráfica, resolviendo, por primera vez, las relaciones filogenéticas entre gavialoideos y toracosaurios sin la necesidad de un constraint topológico e incluyendo a numerosos taxones de gaviales neotropicales. Sugerimos un modelo de transiciones múltiples con siete eventos de transición independientes desde ambientes marino costeros hacia no marinos en el clado Gavialoidea y una única reversión hacia el ambiente marino se detecta en Crocodylus porosus. Estas transiciones de hábitat se asocian a fluctuaciones en el nivel del mar y resaltan el impacto que tienen las variables ambientales en la biodiversidad pasada.

Transitions between environments are extraordinary events that occur infrequently and are of great evolutionary interest because they are associated with new and diverse adaptations. Habitat transitions within clade Crocodylia (which includes caimans, alligators, gharials, and true crocodiles) have been poorly explored and are not well understood because the 26 living species are almost exclusively freshwater. In contrast, the fossil record of dozens of extinct species suggests that multiple transitions between freshwater and marine habitats occurred throughout their evolutionary history of nearly 100 million years. In this study, we present an ancestral state reconstruction analysis to determine the timing and phylogenetic positions of habitat transitions in Crocodylia. The position of the taxa of interest may vary among phylogenetic hypotheses, which can alter transition points. Therefore, we propose a new phylogenetic hypothesis based on multiple lines of evidence with the aim of resolving inconsistencies in the systematics of crocodilians to better understand the pattern of transitions. Our results show molecular, morphological, and stratigraphic congruence, resolving, for the first time, the phylogenetic relationships between gavialoids and thoracosaurs without the need for topological constraints, and including numerous neotropical gavialoid taxa. We suggest a model of multiple transitions with seven independent transition events from coastal marine environments to non-marine environments within Gavialoidea, and a single reversion to the marine environment detected in Crocodylus porosus. These habitat transitions are associated with fluctuations in sea level and highlight the impact of environmental variables on past biodiversity.