Historical biogeography of the Goodeidae (Cyprinodontiformes)

Authors: Gesundheit, Pablo, Macias-García, Constantino

Year: 2005 (xxxvii)

Abstract

The family Goodeidae is a monophyletic group comprising approximately 37 living and three known extinct species, distributed mainly in the highlands of Central Mexico. Minimum age for the family is provided by the fossil species Tapatia occidentalis, found in Late Miocene-Early Pliocene deposits located within the group’s present-day distribution. This distribution is centered on the Mexican Neovolcanic Axis, known for its highly complex topography and geologic history. Given the geologic and geographic dynamism in the region, we tested whether individual distri butions of the species are a conseque nce of vicariance-promoted speciation events, utilizing Brooks’ Parsimony Analysis. To this end, we used a recent molecular phylogeny of the family and known distributions of the species, and included the partially sympatric cyprinid genera Algansea and Notropis in the analysis. Additionally, we used dates of divergence between lineages, estimated by molecular clock, to search for correlational events of geographi c change. We partially reconstructed the hydrographic history of the area of distribution. The resultant area cladogram contains a considerable amount of homoplasy, which, in a biogeographical context, is suggestive of extinction and dispersion events as well as non-response to vicariance. Our results confirm the importance of both vicarian ce and stream-piracy-driven dispersal in the history of the family, as reported in previous studies. The biogeographic history of the Goodeidae conforms only partially to the dichotomic scheme represented on an area cladogram. The allopatric mode of speciation seems to have been predominant within the family, but the geographic history of the clade can be reconstructed only partially.

Resumen

Biogeografía histórica de la familia Goodeidae (Cyprinodontiformes) La familia Goodeidae es un grupo monofiletico conformado de aproximadamente 37 especies vivas y tres especies extinctas, distribuídas principalmente en tierras altas de la parte central de México. La edad mínima

de la familia está determinada por la especie fósil Tapatia occidentalis registrada en los depósitos del Mioceno Tardío y Plioceno Temprano, colocada dentro de la distribución presente del grupo. Esta distribución esta centrada sobre el eje neovolcánico, conoci do por su topografía altamente compleja e historia geológica. Dado el dinamismo geológico y geográfico en la región, utilizando el Análisis de Parsimonia de Brooks se planteó si las distribuciones individuales de las especies son una consecuencia de eventos de especiación promovida por la vicarianza. Para lograr esto, usamos una filogenia molecular reciente de la familia y las distribuciones conocidas de las especies, e incluimos en el análisis a los géneros de cíprinidos parcialmente simpátricos, Algansea y Notropis. De manera adicional, usamos fechas de diverg encia entre linajes, estimad as por reloj molecular, para buscar eventos correlacionados de cambio geográfico. Parcialmente reconstruimos la historia hidrográfica del área de distribución. El cladograma de área resultante contiene una consider able cantidad de homoplasia, la cual en un contexto biogeográfico, sugiere extinción y eventos de dispersión y sin respuesta a la vicarianza. Nuestros resultados confirman lo reportado en estudios previos, con relación a la importancia de la vicarianza y de la dispersión por “piratería” entre las corrientes en la historia de la familia. La historia biogeográfica de la familia Goodeidae concuerda sólo parcialmente con el esquema dicotómico representado en un cladograma de área. El modo de especiación alopátrico parece haber predominado dentro de la familia, sin embargo, la historia geográfica del clado solo se puede reconstruir de manera parcial.