Cranial morphology and karyotypic analysis of Ceratophrys joazeirensis (Anura: Ceratophryidae, Ceratophrynae): Taxonomic considerations

The frog species Ceratophrys joazeirensis Mercadal, 1986 is only known from the Caatinga (semi-arid savanna) and, until recently, from the type locality of Juazeiro, State of Bahia, Brazil. It has now also been found in the States of Paraíba and Rio Grande do Norte, in environments of hypoxerophylic Caatinga. Cytogenetic and comparative analysis of the cranial morphology of C. joazeirensis and C. aurita (Raddi, 1823) were undertaken. The karyotype of the species is also shown for the first time. The results show important differences in the cranial morphology between C. joazeirensis (8n) and C. aurita (8n), species whose areas of distribution (Caatinga and Northeast Atlantic forest, respectively) are contiguous. The chromosomes of C. joazeirensis show similar size and morphology to the ones of C. aurita (C. dorsata), C. ornata Bell, 1843 (8n) and C. cranwelli Barrio, 1980 (2n). Such data would be in agreement with the opinion of some authors who consider these species to constitute a monophyletic group. Copyright © 2006 Magnolia Press.

Paleoamerican Morphology in the Context of European and East Asian Late Pleistocene Variation: Implications for Human Dispersion Into the New World

Early American crania show a different morphological pattern from the one shared by late Native Americans. Although the origin of the diachronic morphological diversity seen on the continents is still debated, the distinct morphology of early Americans is well documented and widely dispersed. This morphology has been described extensively for South America, where larger samples are available. Here we test the hypotheses that the morphology of Early Americans results from retention of the morphological pattern of Late Pleistocene modern humans and that the occupation of the New World precedes the morphological differentiation that gave rise to recent Eurasian and American morphology. We compare Early American samples with European Upper Paleolithic skulls, the East Asian Zhoukoudian Upper Cave specimens and a series of 20 modern human reference crania. Canonical Analysis and Minimum Spanning Tree were used to assess the morphological affinities among the series, while Mantel and Dow-Cheverud tests based on Mahalanobis Squared Distances were used to test different evolutionary scenarios. Our results show strong morphological affinities among the early series irrespective of geographical origin, which together with the matrix analyses results favor the scenario of a late morphological differentiation of modern humans. We conclude that the geographic differentiation of modern human morphology is a late phenomenon that occurred after the initial settlement of the Americas. Am J Phys Anthropol 144:442-453, 2011. (c) 2010 Wiley-Liss, Inc.

The relationship between cranial structure, biomechanical performance and ecological diversity in varanoid lizards

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.Skull structure is intimately associated with feeding ability in vertebrates, both in terms of specific performance measures and general ecological characteristics. This study quantitatively assessed variation in the shape of the cranium and mandible in varanoid lizards, and its relationship to structural performance (von Mises strain) and interspecific differences in feeding ecology. Geometric morphometric and linear morphometric analyses were used to evaluate morphological differences, and finite element analysis was used to quantify variation in structural performance (strain during simulated biting, shaking and pulling). This data was then integrated with ecological classes compiled from relevant scientific literature on each species in order to establish structure-function relationships. Finite element modelling results showed that variation in cranial morphology resulted in large differences in the magnitudes and locations of strain in biting, shaking and pulling load cases. Gracile species such as Varanus salvadorii displayed high strain levels during shaking, especially in the areas between the orbits. All models exhibit less strain during pull back loading compared to shake loading, even though a larger force was applied (pull =30N, shake = 20N). Relationships were identified between the morphology, performance, and ecology. Species that did not feed on hard prey clustered in the gracile region of cranial morphospace and exhibited significantly higher levels of strain during biting (P = 0.0106). Species that fed on large prey clustered in the elongate area of mandible morphospace. This relationship differs from those that have been identified in other taxonomic groups such as crocodiles and mammals. This difference may be due to a combination of the open 'space-frame' structure of the varanoid lizard skull, and the 'pull back' behaviour that some species use for processing large prey.

Diversidade, diferenciação e biogeografia de pequenos mamíferos não-voadores na Mata Atlântica ao norte do rio São Francisco Centro de Endemismo Pernambuco

As florestas tropicais brasileiras (Amazônia e a Mata Atlântica) possuem alta diversidade de espécies e atualmente estão separadas por um cinturão de vegetação aberta. Parte deste cinturão é ocupada pela Caatinga, onde se encontram os Brejos de Altitude, testemunhos das conexões históricas entre a Mata Atlântica e a Amazônia. O Centro de Endemismos Pernambuco (CEPE) é a unidade biogeográfica que compõe a Mata Atlântica ao norte do rio São Francisco e contém diversos táxons endêmicos. Esta região apresenta uma mastofauna compartilhada com a Amazônia, devido às conexões existentes durante o Cenozóico. A presença do rio São Francisco em seu limite sul pode atuar como barreira ao fluxo gênico e explicar os endemismos encontrados no CEPE. Contrastando com sua situação peculiar, a mastofauna do CEPE ainda carece de estudos aprofundados sobre a identificação de suas espécies, padrões geográficos e relações filogenéticas. Revisões recentes têm identificado espécies diferentes ao norte e ao sul do rio São Francisco, mas poucos trabalhos têm proposto hipóteses biogeográficas para o CEPE. Para ampliar o conhecimento sobre a identidade e distribuição geográfica dos pequenos mamíferos do CEPE e sua estrutura filogeográfica, foram realizados levantamentos de espécies e análises de diversidade genética e morfométrica para algumas espécies. Os levantamentos consistiram de visitas às coleções científicas a fim de identificar as espécies ocorrentes no CEPE e excursões de coleta com 5 a 17 noites consecutivas em 12 localidades ao longo do CEPE, que totalizaram 64691 armadilhas noites e resultaram na coleta de 476 exemplares de 31 espécies. As espécies foram identificadas com base na morfologia externa e craniana e por análises citogenéticas. Para investigar a biogeografia do CEPE, análises de genética de populações, filogeográficas e morfométricas foram realizadas para os marsupiais Caluromys philander, Didelphis aurita, Marmosa murina, Metachirus nudicaudatus e os roedores Akodon cursor, Oecomys catherinae e Rhipidomys mastacalis para avaliar a existência de diferenciação nas populações do CEPE e suas relações com as linhagens Amazônicas e Atlânticas. Estes resultados mostraram que a diversificação dos pequenos mamíferos do CEPE ocorreu tanto no Terciário quanto no Quaternário. Algumas populações, como em Caluromys philander e Oecomys catherinae, mostraram afinidades com linhagens amazônicas, enquanto outras, como em Metachirus nudicaudatus e Rhipidomys mastacalis, apresentaram afinidades com linhagens atlânticas. Os pequenos mamíferos do CEPE apresentaram diferenciação em relação às suas linhagens irmãs, com algumas linhagens podendo tratar-se de espécies ainda não descritas (e.g. Didelphis aff. aurita e Rhipidomys aff. mastacalis). Esta diferenciação provavelmente foi causada pelos eventos cíclicos de flutuações climáticas que provocaram elevações no nível do mar e retração das florestas tropicais, isolando as populações do CEPE. Por fim, para auxiliar na identificação das espécies em novas coletas, de suas distribuições geográficas e de suas características citogenéticas e ecológicas, foi elaborado um guia reunindo todas as informações disponíveis sobre as espécies de pequenos mamíferos do CEPE.

How does a riverine setting affect the lifestyle of shellmound builders in Brazil?

The contact of inland and coastal prehistoric groups in Brazil is believed to have been restricted to regions with no geographical barrier, as is the case in the Ribeira de Iguape valley. The inland osteological collection from the riverine shellmound Moraes (5800-4500 BP) represents a unique opportunity to test this assumption for this region. Despite cultural similarities between riverine and coastal shellmounds, important ecological and site distribution differences are expected to impact on lifestyle. The purpose of this study is thus to document and interpret health and lifestyle indicators in Moraes in comparison to coastal shellmound groups. Specifically we test if the rare evidence of fish and mollusc remains in the riverine shellmound led to (a) higher caries rates and (b) lower auditory exostosis frequency and (c) if the small size of the riverine shellmound translates into reduced demographic density and thus rarity of communicable infectious diseases. Of the three hypotheses, (a) was confirmed, (b) was rejected and (c) was partly rejected. Bioanthropological similarities between Moraes and coastal shellmounds include auditory exostoses with equally high frequencies; significantly more frequent osteoarthritis in upper than in lower limbs; cranial and dental morphological affinities and low frequencies of violent trauma. However, there are also important differences: Moraes subsisted on a much broader protein diet and consumed more cariogenic food, but showed a stature even shorter than coastal groups. Thus, despite the contact also suggested by treponematoses in both site types, there was enough time for the people at the riverine site to adapt to local conditions. (c) 2008 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Craniometric Similarities Within and Between Human Populations in Comparison with Neutral Genetic Data

The statement that pairs of individuals from different populations are often more genetically similar than pairs from the same population is a widespread idea inside and outside the scientific community. Witherspoon et al. [""Genetic similarities within and between human populations,"" Genetics 176:351-359 (2007)] proposed an index called the dissimilarity fraction (omega) to access in a quantitative way the validity of this statement for genetic systems. Witherspoon demonstrated that, as the number of loci increases, omega decreases to a point where, when enough sampling is available, the statement is false. In this study, we applied the dissimilarity fraction to Howells`s craniometric database to establish whether or not similar results are obtained for cranial morphological traits. Although in genetic studies thousands of loci are available, Howells`s database provides no more than 55 metric traits, making the contribution of each variable important. To cope with this limitation, we developed a routine that takes this effect into consideration when calculating. omega Contrary to what was observed for the genetic data, our results show that cranial morphology asymptotically approaches a mean omega of 0.3 and therefore supports the initial statement-that is, that individuals from the same geographic region do not form clear and discrete clusters-further questioning the idea of the existence of discrete biological clusters in the human species. Finally, by assuming that cranial morphology is under an additive polygenetic model, we can say that the population history signal of human craniometric traits presents the same resolution as a neutral genetic system dependent on no more than 20 loci.

Built to Bite: Feeding Kinematics, Bite Forces, and Head Shape of a Specialized Durophagous Lizard, Dracaena Guianensis (Teiidae)

Most lizards feed on a variety of food items that may differ dramatically in their physical and behavioral characteristics. Several lizard families are known to feed upon hard-shelled prey (durophagy). Yet, specializations toward true molluscivory have been documented for only a few species. As snails are hard and brittle food items, it has been suggested that a specialized cranial morphology, high bite forces, and an adapted feeding strategy are important for such lizards. Here we compare head and skull morphology, bite forces, and feeding kinematics of a snail-crushing teiid lizard (Dracaena guianensis) with those in a closely related omnivorous species (Tupinambis merianae). Our data show that juvenile D. guianensis differ from T. merianae in having bigger heads and greater bite forces. Adults, however, do not differ in bite force. A comparison of feeding kinematics in adult Dracaena and Tupinambis revealed that Dracaena typically use more transport cycles, yet are more agile in manipulating snails. During transport, the tongue plays an important role in manipulating and expelling shell fragments before swallowing. Although Dracaena is slow, these animals are very effective in crushing and processing hard-shelled prey. J. Exp. Zool. 317A:371381, 2012. (c) 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Energetic and physiological correlates of prey handling and ingestion in lizards and snakes

In this review, we summarize the energetic and physiological correlates of prey handling and ingestion in lizards and snakes. There were marked differences in the magnitude of aerobic metabolism during prey handling and ingestion between these two groups, although they show a similar pattern of variation as a function of relative prey mass. For lizards, the magnitude of aerobic metabolism during prey handling and ingestion also varied as a function of morphological specializations for a particular habitat, prey type, and behavior. For snakes, interspecific differences in aerobic metabolism during prey handling seem to be correlated with adaptations for prey capture (venom injection vs. constriction). During ingestion by snakes, differences in aerobic metabolism might be due to differences in cranial morphology, although allometric effects might be a potentially confounded effect. Anaerobic metabolism is used for prey handling and ingestion, but its relative contribution to total ATP production seems to be more pronounced in snakes than in lizards. The energetic costs of prey handling and ingestion are trivial for both groups and cannot be used to predict patterns of prey-size selection. For lizards, it seems that morphological and ecological factors set the constraints on prey handling and ingestion. For snakes, besides these two factors, the capacity of the cardio-respiratory system may also be an important factor constraining the capacity for prey handling and ingestion. © 2001 Elsevier B.V.

Diversidade de espécies no complexo Monodelphis brevicaudata (Didelphimorphia:Didelphidae), inferida por dados moleculares e morfológicos

O complexo de espécies M. brevicaudata possui distribuição reconhecida para o Norte da América do sul e compreende três espécies descritas ‐ M. brevicaudata, M. glirina, e M. palliolata ‐ e duas não descritas, reconhecidas em estudos prévios. A delimitação de espécies baseada somente em caracteres morfológicos é complicada, de forma que diversos táxons nominais já foram associados ao grupo e diversos arranjos taxonômicos foram propostos. Os poucos estudos baseados em dados moleculares que incluíram espécimes do complexo brevicaudata revelaram altas taxas de divergência genética. Este trabalho buscou elucidar a sistemática do complexo de espécies M. brevicaudata através do estudo dos padrões de variação morfológica e genética. Para tal, desenvolvemos análises filogenéticas baseadas em dois genes mitocondriais: citocromo b e 16 S rDNA. Adicionalmente, estudamos a morfologia externa e craniana dos espécimes, investigando a existência de congruência entre a variação genética e morfológica. As análises morfológicas foram, em geral, congruentes com as moleculares, as quais indicaram os mesmos clados em todas as análises filogenéticas. Foram formalmente reconhecidas nove espécies para o complexo. Monodelphis brevicaudata, M. palliolata e M. glirina são consideradas espécies válidas; M. touan é revalidado da sinonímia de M. brevicaudata e duas espécies novas são descritas e nomeadas; a espécie M. domestica provou ser intimamente relacionada a espécimes do grupo brevicaudata, sendo aqui considerada como integrante do referido grupo; duas espécies reconhecidas como distintas permanecem sem uma descrição formal; M. maraxina é sinonimizada com M. glirina. Foi observado dimorfismo sexual para as espécies estudadas, sendo que para as duas espécies estatisticamente testadas (teste T de student), M. glirina e M. sp. nov. “Trombetas”, os machos apresentaram crânios significativamente maiores que as fêmeas. Rios de grande porte parecem ter participado na diferenciação genética e estruturação filogeográfica das espécies. O padrão filogeográfico encontrado sugere ao menos dois centros de diversificação para o grupo, um no escudo das Guianas, envolvendo as espécies ao norte do rio Amazonas, e outro no escudo brasileiro, envolvendo M. glirina e M. domestica.

Desenvolvimento do dimorfismo sexual nos macacos-de-cheiro (Saimiri VOIGT, 1831)

Os macacos-de-cheiro, Saimiri Voigt, 1831 são primatas arbóreos e ágeis, com um corpo relativamente pequeno, se comparado a outros primatas do Novo Mundo. Distribuem-se por toda a Amazônia e parte da América Central. Vários estudos foram realizados com a finalidade de estabelecer grupos taxonômicos em Saimiri. No entanto, os resultados desses estudos mostraram uma série de divergências quanto à classificação, tanto em relação à validade dos táxons, como ao status taxonômico dos mesmos. Neste gênero, observa-se a existência de diferenças sexuais no padrão de coloração da pelagem, no tamanho e forma dos dentes caninos e, ainda, um ciclo espermatogênico anual nos machos, caracterizado pela aquisição de gordura subcutânea, denominada de "condição de engorda". Durante este período, os machos apresentam um aumento de peso variando de 15 a 20%. O presente estudo teve como objetivo investigar o dimorfismo sexual em Saimiri sciureus, comparando os resultados com os de cinco outras espécies de Saimiri (S. cassiquiarensis, S. juruanus, S. ustus, S. boliviensis e S. vanzolinii). Para tanto, foram analisados 610 espécimes pertencentes às coleções do Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG), Museu Nacional, Universidade Federal do Rio de Janeiro (MNRJ) e Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZUSP). As classes etárias foram determinadas de acordo com a morfologia da arcada, descrita com base na seqüência eruptiva dos dentes de leite e permanentes. Foram coletados dados sobre caracteres cromáticos, onde se analisou a coloração da mancha pré-auricular de fêmeas em relação ao processo de erupção dentária, morfologia craniana para verificação de diferenciação etária e sexual, além de vinte e uma medidas cranianas, analisadas através do Teste "t" de Student. A partir dos resultados obtidos, constatou-se que não existem diferenças na coloração da pelagem entre classes sexuais anteriores à idade adulta em nenhum dos sexos. Não foram observadas diferenças na coloração da pelagem entre classes de idade em machos. A mancha pré-auricular enegrecida é um caráter exclusivo de fêmeas adultas, mas não está estritamente relacionada à ontogenia. O aparecimento do dicromatismo sexual na pelagem não é sincronizado com o aparecimento do dimorfismo na morfologia do crânio, especialmente dos dentes. Diferenças sexuais visíveis macroscopicamente, como tamanho e forma da caixa craniana, forma da face, distância bi-zigomática e forma da mandíbula podem ser evidenciadas a partir da idade subadulta. Observou-se também que o dimorfismo sexual, para todas as espécies, é melhor evidenciado em variáveis relacionadas ao aparato mastigatório. Além disso, diferenças sexuais na morfologia dos ossos do crânio podem ser claramente observadas entre os indivíduos subadultos de qualquer táxon. Os machos se tornam maiores do que as fêmeas a partir da idade subadulta, e o caráter mais conspícuo do dimorfismo sexual é o comprimento do canino. Cada espécie difere das demais por apresentar exclusividade em alguma variável (ou conjunto de variáveis) morfométricas, evidenciando dimorfismo sexual.

Diversidade morfológica e molecular do gênero Oecomys thomas, 1906 (Rodentia: Cricetidae) na Amazônia oriental brasileira

Os roedores arborícolas do gênero Oecomys possuem distribuição reconhecida para áreas de floresta tropical e subtropical da América Central e do Sul, e compreendem 17 espécies atualmente reconhecidas, além de duas descritas, mas não nomeadas, reconhecidas em estudos prévios. Destas, apenas seis têm ocorrência esperada para a Amazônia oriental brasileira. A delimitação das espécies com base apenas em caracteres morfológicos é complicada, de forma que diversos táxons nominais já foram associados ao gênero e diversos arranjos taxonômicos foram propostos. Na única revisão taxonômica para o gênero, realizada há 50 anos, foram reconhecidas apenas duas espécies politípicas. Desde então, vários trabalhos envolvendo análises morfológicas, moleculares e cariotípicas têm demonstrado que há uma maior diversidade de espécies em Oecomys, resultando em descrições de espécies novas e revalidações de espécies anteriormente sinonimizadas. Este trabalho buscou caracterizar a variação morfológica e a diversidade molecular das espécies com ocorrência na Amazônia oriental brasileira. Para isto, empregamos análises filogenéticas com base no gene mitocondrial citocromo-b a fim de definir clados que representassem espécies, para as quais descrevemos a morfologia externa e craniana. Como resultado, reconhecemos 11 espécies com ocorrência para o leste da Amazônia brasileira, das quais cinco são esperadas para a região (Oecomys auyantepui, O. bicolor, O. paricola, O. rex e O. rutilus), duas são registradas pela primeira vez para o bioma Amazônia (Oecomys catherinae e O. cleberi) e quatro espécies são novas ou não reconhecidas como válidas atualmente, aqui denominadas Oecomys sp. A, Oecomys sp. B, Oecomys sp. C e Oecomys sp. D. Além disso, corroboramos estudos moleculares prévios em que Oecomys bicolor é um complexo de espécies, com base na alta taxa de divergência nucleotídica apresentada (7,5 %). Observamos dimorfismo sexual e variação ontogenética na morfometria craniana da espécie Oecomys paricola, e para efeito de comparação extrapolamos estas variações para as demais espécies tratadas aqui. Sugerimos também uma hipótese filogenética entre as espécies do gênero a partir de 653 pb do gene citocromo-b, sendo esta a filogenia mais abrangente para Oecomys publicada até o momento, devido ao elevado número de espécies incluídas (11 das 16 espécies atualmente reconhecidas e sete prováveis novas espécies) e a amplitude geográfica das amostras aqui utilizadas.

How Old Is Luzia? Luminescence Dating and Stratigraphic Integrity at Lapa Vermelha, Lagoa Santa, Brazil

During an excavation in the 1970s, a disarticulated female human skeleton, later nicknamed Luzia, was discovered at 12m depth at Lapa Vermelha rockshelter in central Brazil. Radiocarbon dating of associated charcoal suggested an age of 11.4-16.4 ka for the skeleton. The scattering of the skeletal parts, some uncertainty about the exact provenience of the skeleton, and evidence of pervasive insect turbation in the archaeological layers have raised doubts about the accuracy of the age. Luminescence dates for the depositional ages of the sediments at Lapa Vermelha are reported here. Single-grain optically stimulated luminescence (OSL) of quartz along with grain-size, chemical and micro-morphological analyses of the sediments were employed to assess stratigraphic integrity, particularly the degree of sediment mixing. These various lines of evidence point to high stratigraphic integrity with little mixing at Lapa Vermelha. Sediments closest to where Luzia was recovered give OSL ages ranging from 12.7 to 16.0 ka, thus not refuting the original dates. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc.