Systematics of spiny-backed treefrogs (Hylidae: Osteocephalus): An Amazonian puzzle

Spiny-backed tree frogs of the genus Osteocephalus are conspicuous components of the tropical wet forests of the Amazon and the Guiana Shield. Here, we revise the phylogenetic relationships of Osteocephalus and its sister group Tepuihyla, using up to 6134 bp of DNA sequences of nine mitochondrial and one nuclear gene for 338 specimens from eight countries and 218 localities, representing 89% of the 28 currently recognized nominal species. Our phylogenetic analyses reveal (i) the paraphyly of Osteocephalus with respect to Tepuihyla, (ii) the placement of 'Hyla' warreni as sister to Tepuihyla, (iii) the non-monophyly of several currently recognized species within Osteocephalus and (iv) the presence of low (<1%) and overlapping genetic distances among phenotypically well-characterized nominal species (e.g. O. taurinus and O. oophagus) for the 16S gene fragment used in amphibian DNA barcoding. We propose a new taxonomy, securing the monophyly of Osteocephalus and Tepuihyla by rearranging and redefining the content of both genera and also erect a new genus for the sister group of Osteocephalus. The colouration of newly metamorphosed individuals is proposed as a morphological synapomorphy for Osteocephalus. We recognize and define five monophyletic species groups within Osteocephalus, synonymize three species of Osteocephalus (O. germani, O. phasmatus and O. vilmae) and three species of Tepuihyla (T. celsae, T. galani and T. talbergae) and reallocate three species (Hyla helenae to Osteocephalus, O. exophthalmus to Tepuihyla and O. pearsoni to Dryaderces gen. n.). Furthermore, we flag nine putative new species (an increase to 138% of the current diversity). We conclude that species numbers are largely underestimated, with most hidden diversity centred on widespread and polymorphic nominal species. The evolutionary origin of breeding strategies within Osteocephalus is discussed in the light of this new phylogenetic hypothesis, and a novel type of amplexus (gular amplexus) is described. © 2013 The Norwegian Academy of Science and Letters.

Variação geográfica de Osteocephalus taurinus Steindachner, 1862 (Amphibia : Anura : Hylidae)

Osteocephalus taurinus é uma espécie nominal de ampla distribuição na Amazônia e nos llanos do Orinoco. Sua grande variação morfológica indica que se trata de um complexo de espécies. O presente estudo examina a variação geográfica de vários caracteres morfológicos e morfométricos da espécie nominal, avalia a hipótese de tratar-se de fato um complexo de espécies; e testa a teoria da atual distribuição das formas, através de padrões biogeográficos, ecológicos e de regímen de precipitação já definidos. A partir de 431 espécimes estudados foram selecionadas 16 populações, nas quais foram analisados 20 caracteres anatômicos internos, 14 caracteres morfométricos e seis caracteres morfológicos externos. Através de análises estatística e mapas de isolinhas evidenciou-se que O. taurinus não se trata de um complexo de espécies e sim possui uma grande variação intra e interpopulacional das caraterísticas morfométricas e morfológicas. Simultaneamente, foram observados caracteres anatômicos internos polimórficos. O primeiro componente obtido através de uma análise de componentes principais mostra uma variação clinal do tamanho corporal ao longo da distribuição geográfica total, mais evidente nos machos. Em outros caracteres analisados, a variação fico independente do cline. O padrão espacial do tamanho indicou que as formas maiores ocorrem nas terras baixas da Amazônia, onde a vegetação de floresta ombrofila divide as áreas de cerrado ao norte e ao sul do continente sul americano. Nestas últimas áreas, ocorrem com maior intensidade as formas menores. Esta distribuição espacial não se explicou através das divisões propostas por outros autores para Amazônia, o que pode ser devido a um mascaramento gerado pela grande variação intrapopulacional. O modelo espacial do tamanho corporal de O. taurinus não corresponde a um padrão de isolamento por distância, o que pode sugerir que a colonização da espécie em algumas áreas seja recente. Este estudo confirma a hipótese da origem do gênero no início do Plioceno, o que indica que O. taurinus teria tido tempo suficiente para se dispersar antes do surgimento dos Andes como barreira geográfica.

Comparative cytogenetic analysis on four tree frog species (Anura, Hylidae, Hylinae) from Brazil

A comparative cytogenetic analysis was carried out on four Hylinae tree frogs from Brazil (Aparasphenodon brunoi, Corthomantis greeningi, Osteocephalus langsdorffi and Scinax fuscovarius) using Giemsa staining, BrdU replication banding, Ag-NOR staining, C-banding, DAPI and CMA(3) fluorochrome staining, and fluorescence in situ hybridization (FISH) with an rDNA probe. All the species share closely similar 2n = 24 karyotypes, almost indistinguishable by standard staining. The technique of BrdU incorporation allowed the identification of each pair of homologs and the establishment of extensive homeology for the great majority of the chromosomes, mainly of A. brunoi, C greeningi, and O. langsdorffii. Despite highly conserved replication banding patterns, the use of the other banding techniques disclosed some minor differsences, which reinforces the importance of extensive cytogenctic analyses for the karyotypic characterization of Anuran species. The present cytogenctic data confirm the closer proximity of A. brunoi, C greeningi, and O. langsdorfjii, whereas S. fuscovarius is phylogenetically more distant. Copyright (C) 2003 S. Karger AG, Basel

Systematic review of the frog family Hylidae, with special reference to Hylinae: Phylogenetic analysis and taxonomic revision

Hylidae is a large family of American, Australopapuan, and temperate Eurasian treefrogs of approximately 870 known species, divided among four subfamilies. Although some groups of Hylidae have been addressed phylogenetically, a comprehensive phylogenetic analysis has never been presented. The first goal of this paper is to review the current state of hylid systematics. We focus on the very large subfamily Hylinae (590 species), evaluate the monophyly of named taxa, and examine the evidential basis of the existing taxonomy. The second objective is to perform a phylogenetic analysis using mostly DNA sequence data in order to (1) test the monophyly of the Hylidae; (2) determine its constituent taxa, with special attention to the genera and species groups which form the subfamily Hylinae, and c) propose a new, monophyletic taxonomy consistent with the hypothesized relationships. We present a phylogenetic analysis of hylid frogs based on 276 terminals, including 228 hylids and 48 outgroup taxa. Included are exemplars of all but 1 of the 41 genera of Hylidae (of all four nominal subfamilies) and 39 of the 41 currently recognized species groups of the species-rich genus Hyla. The included taxa allowed us to test the monophyly of 24 of the 35 nonmonotypic genera and 25 species groups of Hyla. The phylogenetic analysis includes approximately 5100 base pairs from four mitochondrial (12S, tRNA valine, 16S, and cytochrome b) and five nuclear genes (rhodopsin, tyrosinase, RAG-1, seventh in absentia, and 28S), and a small data set from foot musculature. Concurring with previous studies, the present analysis indicates that Hemiphractinae are not related to the other three hylid subfamilies. It is therefore removed from the family and tentatively considered a subfamily of the paraphyletic Leptodactylidae. Hylidae is now restricted to Hylinae, Pelodryadinae, and Phyllomedusinae. Our results support a sister-group relationship between Pelodryadinae and Phyllomedusinae, which together form the sister taxon of Hylinae. Agalychnis, Phyllomedusa, Litoria, Hyla, Osteocephalus, Phrynohyas, Ptychohyla, Scinax, Smilisca, and Trachycephalus are not monophyletic. Within Hyla, the H. albomarginata, H. albopunctata, H. arborea, H. boons, H. cinerea, H. eximia, H. geographica, H. granosa, H. microcephala, H. miotympanum, H. tuberculosa, and H. versicolor groups are also demonstrably nonmonophyletic. Hylinae is composed of four major clades. The first of these includes the Andean stream-breeding Hyla, Aplastodiscus, all Gladiator Frogs, and a Tepuian clade. The second clade is composed of the 30-chromosome Hyla, Lysapsus, Pseudis, Scarthyla, Scinax (including the H. uruguaya group), Sphaenorhynchus, and Xenohyla. The third major clade is composed of Nyctimantis, Phrynohyas, Phyllodytes, and all South American/West Indian casque-headed frogs: Aparasphenodon, Argenteohyla, Corythomantis, Osteocephalus, Osteopilus, Tepuihyla, and Trachycephalus. The fourth major clade is composed of most of the Middle American/Holarctic species groups of Hyla and the genera Acris, Anotheca, Duellmanohyla, Plectrohyla, Pseudacris, Ptychohyla, Pternohyla, Smilisca, and Triprion. A new monophyletic taxonomy mirroring these results is presented where Hylinae is divided into four tribes. Of the species currently in Hyla, 297 of the 353 species are placed in 15 genera; of these, 4 are currently recognized, 4 are resurrected names, and 7 are new. Hyla is restricted to H. femoralis and the H. arborea, H. cinerea, H. eximia, and H. versicolor groups, whose contents are redefined. Phrynohyas is placed in the synonymy of Trachycephalus, and Pternohyla is placed in the synonymy of Smilisca. The genus Dendropsophus is resurrected to include all former species of Hyla known or suspected to have 30 chromosomes. Exerodonta is resurrected to include the former Hyla sumichrasti group and some members of the former H. miotympanum group. Hyloscirtus is resurrected for the former Hyla armata, H. bogotensis, and H. larinopygion groups. Hypsiboas is resurrected to include several species groups - many of them redefined here - of Gladiator Frogs. The former Hyla albofrenata and H. albosignata complexes of the H. albomarginata group are included in Aplastodiscus. New generic names are erected for (1) Agalychnis calcarifer and A. craspedopus; (2) Osteocephalus langsdorffii; the (3) Hyla aromatica, (4) H. bromeliacia, (5) H. godmani, (6) H. mixomaculata, (7) H. taeniopus, (8) and H. tuberculosa groups; (9) the clade composed of the H. pictipes and H. pseudopuma groups; and (10) a clade composed of the H. circumdata, H. claresignata, H. martinsi, and H. pseudopseudis groups. Copyright © American Museum of Natural History 2005.

Colonização por anfíbios e lagartos de áreas reflorestadas no Platô Saracá, região de Porto Trombetas-Pará

Poucos estudos têm considerado a colonização pela fauna em áreas reflorestadas após mineração. Para determinar os padrões de colonização por anfíbios e lagartos de áreas de reflorestamento em Porto Trombetas, Pará, foram examinadas a composição, riqueza e abundância de espécies, e as características biológicas de anfíbios e lagartos que ocupam áreas reflorestadas. Também foi avaliado o efeito da estrutura da vegetação e da distância da floresta nativa sobre a comunidade de anfíbios dos reflorestamentos. Anfíbios e lagartos foram amostrados ao longo de oito campanhas em oito áreas de reflorestamento e quatro áreas de floresta nativa através de procura ativa e com a utilização de poças artificiais para a reprodução de anfíbios. Foram registradas 20 espécies de anfíbios e 20 espécies de lagartos, sendo 14 espécies de anfíbios e 11 de lagartos em reflorestamentos e 19 espécies de anfíbios e 16 de lagartos em floresta nativa. Entre os anfíbios, Leptodactylus sp., Osteocephalus oophagus e Allobates femoralis foram as espécies mais abundantes nos dois ambientes e entre os lagartos, Gonatodes humeralis e Leposoma guianense foram as espécies mais abundantes em reflorestamentos e floresta nativa, respectivamente. Espécies de anfíbios de reprodução terrestre ou que utilizam pequenos corpos d’água temporários para a desova e lagartos arborícolas foram os grupos mais abundantes nos reflorestamentos. Espécies fossoriais e semifossoriais de anfíbios e lagartos de liteira foram os principais grupos ausentes nos reflorestamentos, sugerindo que o atual estágio da sucessão da vegetação ainda não oferece microhábitats apropriados para algumas espécies. A riqueza de espécies de anfíbios foi maior em áreas com maior cobertura do dossel. Áreas com maior cobertura de dossel tiveram maior abundância de Leptodactylus sp., Osteocephalus oophagus e Allobates femoralis. Apenas quatro espécies de anfíbios utilizaram as poças artificiais para desova e não houve relação significativa do número de espécies que utilizaram estas poças com a distância para a floresta nativa ou com a cobertura do dossel. Osteocephalus oophagus desovou em poças a maiores distâncias e A. femoralis em poças mais próximas em relação à floresta nativa. Os resultados evidenciam que a fauna de anfíbios e lagartos nas diferentes áreas de reflorestamento é um subconjunto da fauna da floresta nativa, e compreendem espécies florestais que indicam a importância relativa destas áreas para a conservação da fauna local.

Estudos cromossômicos em anuros das famílias Hylidae rafinesque, 1815 e Leptodactylidae werner, 1896 (Amphibia: Anura)

Embora exista uma grande diversidade de complementos cromossômicos em Leptodactylidae (2n = 18 a 2n = 26) e Hylidae (2n = 20 a 2n = 32), a elevada fragmentação de dados limita o acesso a informações sobre as origens e os mecanismos responsáveis por esta diversidade. Isto provavelmente tem influenciado que os dados citogenéticos tenham sido principalmente utilizados na caracterização do status de espécies mais do que incluídos amplamente em análises filogenéticas. Este trabalho aborda, por meio de dados citogenéticos, aspectos evolutivos de três grandes grupos de anuros de ampla distribuição na região Neotropical. O gênero Leptodactylus é agrupado com Hydrolaetare, Paratelmatobius e Scythrophrys na família Leptodactylidae. Os antecedentes cromossômicos neste gênero indicam variações nos números diplóides de 2n = 18 a 2n = 26, assim como variações nos números fundamentais (número de braços autossômicos, NF) e nas posições das Regiões Organizadoras do Nucléolo (NOR). Os resultados das análises de 26 espécies de Leptodactylus empregando diversas técnicas representa, provavelmente, a análise citogenética mais inclusiva realizada no gênero Leptodactylus até o momento, e os resultados constituem um marco para a proposição de hipóteses consistentes de evolução cromossômica no gênero. A tribo Lophyiohylini agrupa atualmente 81 espécies distribuídas em 10 gêneros. A informação citogenética é escassa e restrita apenas a 12 espécies. São aqui apresentados comparativamente dados citogenéticos em espécies dos gêneros Argenteohyla, Itapotihyla, Phyllodytes, Trachycephalus e Osteocephalus. Os resultados indicam que, com exceção de O. buckleyi (2n = 26; NF = 50) e P. edelmoi (2n = 22; NF = 44), todas as demais espécies analisadas coincidem com os dados citogenéticos disponíveis, que indicam um 2n = 24 (NF = 48) na maioria das espécies cariotipadas, com NOR e constrições secundarias (CS) localizadas no par 11. Entretanto, em Phyllodytes edelmoi e Argentohyla siemersi pederseni, essas regiões localizam-se nos pares 2 e 5, respectivamente. Blocos heterocromáticos foram associados às CS adicionais (sítios frágeis) em Osteocephalus, mas não em Trachycephalus. Dados citogenéticos nos gêneros Nyctimantis e Tepuihyla, assim como técnicas com maior poder de resolução e estudos mais inclusivos, são necessários para compreender melhor a evolução cromossômica da tribo. A tribo Dendropsophini atualmente agrupa os gêneros Scinax, Pseudis, Scarthyla, Sphaenorhynchus, Xenohyla e Dendropsophus. Os dados citogenéticos registrados em todos os gêneros revelaram uma elevada diversidade cariotípica com grandes variações nos números diplóides (2n = 22 em Scarthyla; 2n = 24 em Scinax e Xenohyla; 2n = 24, 24 +1-2B e 26 em Sphaenorhynchus; 2n = 24 e 28 em Pseudis; e, 2n = 30 em Dendropsophus). O 2n = 24 observado em X. truncata indica que o 2n = 30constitui uma sinapomorfia do gênero Dendropsophus. A localização das NOR no par 7 é uma característica compartilhada por espécies dos gêneros Scarthyla, Xenohyla, Pseudis e Sphaenorhynchus, com algumas exceções nos dois últimos (P. caraya e S. carneus). Entretanto, o gênero Dendropsophus exibe uma interessante diversidade em relação a número e localização das NOR. Por outro lado, a distribuição de heterocromatina apresentou padrões variáveis, particularmente gênero Pseudis. Embora exista uma excepcional variação cromossômica neste grupo, a informação fragmentária em alguns gêneros dificulta a formulação de hipóteses consistentes sobre o papel dos cromossomos na evolução do grupo.