Phylogeny, morphology, and biogeography ofChuquiraga, an Andean-Patagonian genus of Asteraceae-Barnadesioideae |
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Authors: | Cecilia Ezcurra |
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Institution: | (1) Departamento de Botánica Centra Regional Universitario Bariloche, Universidad Nacional del Comahue, Quintral 1250, 8400 S. C. de Bariloche, Río Negro, Argentina |
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Abstract: | Chuquiraga is a genus of 23 species of evergreen shrubs endemic to South America. It is distributed principally along the Andes from
Colombia to Chile and Argentina, and it is especially diversified in the Central Andes and in the deserts and semideserts
of southern South America. The genus exhibits a wide array of leaf-morphology types and two different head and floral types
apparently related to hummingbird and insect pollination.
In this study, phylogenetic relationships amongChuquiraga species were resolved by parsimony cladistic analysis using morphological characters. The resulting cladogram was used to
interpret morphological, ecological, and biogeographical patterns in a historical context. Biotic and abiotic environmental
factors hypothesized to have exerted selective pressure on morphological traits of its species were optimized onto the phylogeny
to suggest how and when these factors may have affected the evolution and diversification of the genus.
Results suggest an origin of the genus in southern South America, with two major evolutionary radiations, one more northern
in the Central and Northern Andes, and the other in the Southern Andes and the North Chilean, Patagonia and Monte Deserts.
Pollination by hummingbirds seems to have been an important factor in the origin of the northern clade, affecting floral morphology.
Herbivory by vertebrates and increased aridity seem to have been important selective forces in the evolution and diversification
of the southern clade, especially affecting leaf morphology. These changes were probably associated with the major elevation
of the Andes in late Tertiary and with the hyperaridization and climatic fluctuations of Pleistocene and Holocene times.
Resumen
Chuquiraga es un género con 23 especies de arbustos perennifolios endémico de América del Sur. Se distribuye principalmente a lo largo
de los Andes desde Colombia hasta Chile y Argentina y está especialmente diversificado en los desiertos y semidesiertos de
América del Sur. El género presenta un amplio espectro de tipos de morfología foliar y dos tipos florales y de capítulos aparentemente
relacionados con la polinización por colibríes y por insectos.
En este trabajo las relaciones filogenéticas entre las especies deChuquiraga se resolvieron mediante análisis cladístico de parsimonia utilizando caracteres morfológicos. El cladograma resultante se
empleó para interpretar patrones morfológicos, ecológicos y biogeográficos de las especies en un contexto histórico. Factures
bióticos y abióticos que se han hipotetizado que han ejercido presión selectiva sobre los caracteres morfológicos fueron optimizados
sobre la filogenia para sugerir cómo y cuándo podrían haber afectado la evolución y la diversificación del género.
Los resultados obtenidos sugieren un origen del género en el sur de América del Sur, y dos principales radiaciones evolutivas,
una más al norte en los Andes Centrales y en los Andes del Norte, y la otra más al sur en los Andes del Sur y en los desiertos
del norte de Chile, la Patagonia y el Monte. La polinización por colibríes parece haber sido un factor importante en el origen
del clado del norte, afectando la morfología floral. La herbivoría por vertebrados y el incremento en la aridez parecen haber
sido fuerzas selectivas importantes en la evolución y diversificación del clado austral, afectando especialmente la morfología
foliar. Estos cambios probablemente estuvieron asociados a la elevación máxima de los Andes a fines del Terciario y a la hiperaridización
y fiuctuaciones climáticas del Pleistoceno y Holoceno.
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