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    RevisoRevista da Biologia (2011) Vol. Esp. Biogeografia: 18-25

    Contato do autor:

    [email protected]

    Apoio: FAPESP

    Recebido 25set10

    Aceito 10mai11

    Publicado 07nov11

    Biogeografia baseada em eventos: uma

    introduoEvent-based biogeography: an introduction

    Renato RecoderDepartamento de Zoologia, Instituto de Biocincias, Universidade de So Paulo, SP Brasil

    Resumo. Biogeografia um campo de estudo integrativo que procura compreender os

    processos responsveis pela distribuio dos organismos no espao, e sua mudana no tempo.

    Com o desenvolvimento da disciplina, foram propostos mtodos analticos capazes de inferir a

    histria biogeogrfica de linhagens atravs da reconstruo dos eventos que teriam alterado as

    distribuies de txons ao longo do tempo. Estes mtodos baseiam-se em modelos explcitosde custo-benefcio, e so utilizados para inferir reas ancestrais por otimizao dos custos

    dos eventos relacionados (vicarincia, disperso, extino e duplicao). O desenvolvimento

    de modelos capazes de fornecer estimativas estatsticas para os resultados faz dos mtodos

    baseados em eventos ferramentas interessantes para estudos em biogeografia histrica. Nesta

    reviso so discutidos alguns mtodos, e fornecido um exemplo de utilizao com uma linhagemde lagartos da Amrica do Sul tropical.

    Palavraschave. reas ancestrais, disperso, filogenia, vicarincia.

    Abstract.Biogeography is an integrative field of study, which seeks to understand the processes

    responsible for the distribution of organisms in space, and its change over time. With the

    development of the discipline, several analytical methods have been proposed to infer thebiogeographical history of lineages through the reconstruction of events that may have affected

    distributions of taxa through time. These methods are based on explicit models of cost-benefit,

    and are used to infer ancestral areas through cost optimization of related events (vicariance,dispersal, extinction, and duplication). The development of models able to provide statistical

    estimates for the results makes the event-based methods interesting tools for studies in historicalbiogeography. In this review some methods are discussed, and an example of use with a lineage

    of lizards from tropical South America is provided.

    Key words.Ancestral areas, dispersal, phylogeny, vicariance.

    compreender que as biotas evoluem, e que suacomposio muda ao longo do tempo. A partirdeste momento, diversos autores puderam de-

    bater sobre os mecanismos envolvidos na ori-gem e evoluo das biotas (Morrone, 2009).

    A pesquisa em biogeograa envolve a an-lise de padres complexos de distribuio dasespcies. A tarefa dicultada pelo fato de ospadres observados resultarem de processosocorridos no passado e que, desta forma, nopodem ser diretamente observados ou testados.

    Uma abordagem para a inferncia dos re-sultados de processos evolutivos pretritos so-

    bre padres atuais envolve a anlise espacial decorrelao entre caracteres observados dos or-ganismos (e.g. ocorrncia, variveis fenotpicas

    contnuas), com variveis abiticas explanat-rias (Perez e col., 2010). Outra abordagem focaem eventos biogeogrcos para inferir padresgerais de distribuio dos organismos, e/ou das

    Introduo

    A biogeograa um ramo das cincias naturaisque se empenha em compreender os processosresponsveis pela distribuio dos organismos

    no espao, e sua mudana atravs do tempo. um campo de estudo integrativo, pois combi-na informaes obtidas da geograa, biologiae geologia. Os objetivos recorrentes da discipli-na envolvem responder perguntas sobre ondeocorrem as espcies, porque ocorrem onde es-to, e como a distribuio pode se modicar notempo (Lomolino e col., 2005).

    Desde o sculo XVII, graas ao trabalhoextensivo de naturalistas, tem sido reconhecidoque os continentes possuem diferentes biotas, e

    que a diversidade de espcies no est homoge-neamente distribuda (Posadas e col., 2006). Noentanto, apenas com a aceitao da teoria evo-lutiva proposta por Charles Darwin foi possvel

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    relaes histricas entre reas de distribuioda biota, baseados em um panorama evolutivode relao entre os txons. Esta ltima deno-minada por alguns autores de biogeograa his-trica (Crisci, 2001; Posadas e col., 2006).

    Um passo fundamental para as anlisesem biogeograa a determinao de reas dedistribuio das espcies, atravs de informa-es geogrcas (pontos de ocorrncia), e assimpermitir o reconhecimento de padres indivi-duais de distribuio. Atravs destes, possveldeterminar reas de endemismo, ou seja, reas decongruncia espacial no-aleatria da distribui-o de diferentes txons (Morrone, 2009; Carva-lho, 2011).

    Para as anlises em biogeograa histricaso tambm necessrios panoramas histricos

    sobre o qual so feitas as inferncias (Crisci ecol., 2003). Estes so obtidos atravs das loge-nias das linhagens, representadas por cladogra-mas. O cladograma (ou rvore logentica) re-presenta uma hiptese de relao de parentescoentre os txons de uma linhagem, que resgatama hierarquia histrica de separao dos mesmos(Amorim, 2002).

    A partir da distribuio de uma linha-gem, e de uma hiptese logentica, possvelreconstruir as reas ancestrais para os ns de

    uma logenia. rea ancestral a estimativa darea de maior probabilidade de ocorrncia doancestral comum a um grupo de txons (Criscie col., 2003). A estimativa de reas ancestrais um passo fundamental em muitos mtodos em

    biogeograa histrica, para inferncias sobre aevoluo dos padres de distribuio dos orga-nismos (Lamm e Redelings 2009).

    Tambm necessria a identicao dosprocessos biogeogrcos envolvidos na distri-

    buio atual da biota. So reconhecidos prin-

    cipalmente o papel de especiao, disperso eextino como processos determinantes da al-terao das distribuies de linhagens ao longodo tempo. A especiao de uma linhagem podeocorrer por vicarincia, ou seja, pelo isolamen-to geogrco de populaes de um txon quese diferenciam nas reas derivadas, ou por du-plicao, ou seja, especiao de uma linhagemdentro de uma rea sem que haja a necessidadeda partio geogrca em reas isoladas (Lo-molino e col., 2005). Disperso e extino soconsideradas processos que causam reticulao

    biogeogrca, pois incorrem em incongrunciana distribuio atual de uma linhagem em rela-o distribuio ancestral (i.e. convergncia,

    soma ou perda de reas ancestrais).Em biogeograa histrica h diferentes

    abordagens para inferncias dos resultados deprocessos histricos comuns sobre os padresatuais de distribuio dos organismos, e os m-todos empregados variam dependendo da per-gunta a ser explorada (Crisci e col., 2003; Posa-das e col., 2006; Morrone, 2009).

    Uma das abordagens se baseia na identi-cao de padres generalizados de distribuiodos organismos, atravs da congruncia entrepadres individuais de distribuio. Comoexemplos, podem ser citados os mtodos paradeterminao de reas de endemismo atravsde parcimnia como na anlise de parcimniade reas de endemismos (PAE), ou o delinea-mento de regies de convergncia na distribui-

    o da biota (traos generalizados) por mtodoscomo pan-biogeograa (Crisci e col., 2003; Mor-rone, 2009; Carvalho, 2011).

    Outra abordagem procura testar a congru-ncia entre os diferentes padres de distribui-o de organismos, a m de se obter um padrogeral de relao entre reas. Por exemplo, se umevento geolgico causou a ruptura na distribui-o de uma biota (como na separao de massasde terra por deriva continental) de se esperarque eventos similares de diferenciao de esp-

    cies ocorram nas diferentes reas resultantes.Esta abordada principalmente pelos mtodosde biogeograa cladstica (Crisci e col., 2003;Nihei, 2011).

    Outra abordagem envolve a criao de ummodelo de funcionamento dos processos bioge-ogrcos que afetam a distribuio das espcies(Sanmartn, 2007; Almeida, 2011). Desta forma,podem-se criar cenrios sobre os quais poss-vel testar a hiptese nula de distribuio atuallogeneticamente conservada, ou seja, causada

    apenas por eventos de especiao (cladogne-se). Se o pesquisador baseado em informaesempricas assume que os processos histricoscontribuem de forma diferencial para a hist-ria biogeogrca de um grupo (e.g. especiaoocorre com mais freqncia que disperso, poisa espcie m dispersora), este pode atribuirpesos diferenciais aos eventos. Assim, pode-seobter uma hiptese de distribuio ancestralpara a linhagem levando em conta a priori osdiferentes processos. Ao contrrio das aborda-gens anteriores, que so baseadas em padres,nesta, as metodologias so focadas na recons-truo dos eventos que teriam alterado os pa-dres de distribuio (Sanmartn, 2007; Almei-

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    tos biogeogrcos na histria do grupo. Destaforma, as inferncias so feitas por mtodos dereconciliao de rvores, neste caso entre umcladograma geral de reas e cladograma de t-xons (Sanmartn e Ronquist, 2004; Sanmartn,2007). Outros mtodos reconstroem cenrios

    biogeogrcos de grupos de organismos sem anecessidade de uma hiptese geral de relacio-namento histrico entre as reas de ocorrncia(Ronquist, 1997; Ree e col., 2005).

    Entre os mtodos disponveis podem sercitados: maximum cospeciationou mxima vica-rincia (Page, 1994); dispersal-vicariance analy-sis ou anlise de dispersovicarincia, DIVA(Ronquist, 1997; Sanmartn e col., 2001;); par-simony-based tree fing (Sanmartn e Ronquist,2004); dispersalextinctioncladogenesis, DEC

    (Ree e col., 2005; Ree e Smith, 2008); Bayes--DIVA (Nylander e col., 2008) e S-DIVA (Yu ecol., 2010). Nesta reviso vou explorar apenasos mtodos de reconstruo de cenrios bioge-ogrcos baseados em eventos sem o uso de hi-ptese prvia de relao entre reas. Discutireisobre o mtodo mais utilizado, e brevementesuas implementaes mais recentes. Outras me-todologias e exemplos podem ser encontradosnas referncias citadas.

    Anlise de DispersoVicarincia (DIVA)DIVA (Ronquist, 1997; 2001) um dos m-

    todos mais utilizados para a inferncia de cen-rios biogeogrcos baseados em eventos. Basi-camente, DIVA reconstri a distribuio ances-tral para cada n de uma logenia, atravs daotimizao de uma matriz tridimensional decustos, produzida por meio de um conjunto deregras em que os eventos recebem custos rela-tivos, inversamente proporcionais chance deocorrncia dos mesmos no passado.

    Para a anlise, a distribuio das espciesatuais e de seus ancestrais descrita em termosde um conjunto de reas pr-denidas, e cadatxon pode ocorrer em uma ou mltiplas reas.

    Na implementao mais simples, a DIVAatribui para o evento de disperso o custo deum, devido adio de uma rea na distribui-o de um txon em relao ao seu ancestral(Ronquist, 1997). Para o evento de extino,tambm atribudo custo um, devido perdade uma rea na distribuio de um txon emrelao ao seu ancestral. O evento de especiaorecebe custo zero tanto para vicarincia, quantopara distribuio redundante (duplicao), poisno h alterao na soma das distribuies dos

    da, 2011).

    Mtodos em biogeografa baseada em eventos

    Os mtodos de biogeograa baseada em even-tos basicamente produzem modelos dos pro-

    cessos (eventos histricos) que podem causaralteraes na distribuio geogrca dos or-ganismos ao longo do tempo (Ronquist, 1997).Nesta abordagem, os diferentes tipos de pro-cessos ou eventos so identicados (disperso,vicarincia, duplicao e extino) e so atri-

    budos valores de custobenefcio, sobre ummodelo explcito (porm no probabilstico) defuncionamento desses (Ronquist, 1997; Crisci ecol., 2003). Ou seja, assumido que os diferen-tes processos ocorrem em freqncias dissimi-

    lares na histria biogeogrca dos organismos,e so atribudos custos inversamente propor-cionais a sua probabilidade de ocorrncia nopassado. Desta forma, a histria da distribuiogeogrca dos txons inferida sobre a topo-logia de uma hiptese logentica por tcnicasde otimizao, sendo aplicados os critrios demximo benefcio e mnimo custo dos eventos

    biogeogrcos capazes de produzir o padroobservado, em geral maximizando vicarincia eminimizando extines e disperses (Ronquist,

    1997; Sanmartn, 2007).O mtodo permite a ocorrncia de reti-culaes (presena de txons amplilocados,distribuies redundantes ou reas ausentes)e relaes complexas entre as reas em um ce-nrio biogeogrco. Pela simplicidade de suaspremissas, possvel reconstruir a histria bio-geogrca individual de uma linhagem sem anecessidade de hiptese prvia de relao en-tre as reas (Sanmartn, 2007; Almeida, 2011). tambm til para inferir relaes gerais en-tre reas, quando no h conformao com umpadro hierrquico de relao entre as mesmas(Ronquist, 1997; Sanmartn e col., 2001).

    Diferentes mtodos foram propostos parainferncias em biogeograa baseada em even-tos. Inicialmente, estes derivaram de mtodosutilizados em problemas de co-evoluo, comoentre parasitas e seus hospedeiros, baseadosem cladogramas dos grupos (Ronquist e Nylin,1990). Estes modelos simples foram adaptadospara expressar as relaes entre os txons e suasreas de ocorrncia.

    Os mtodos baseados em eventos podemincorporar uma hiptese prvia de relao entreas reas para estimar a importncia dos even-

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    txons em relao ao ancestral comum. Destemodo, DIVA favorece reconstrues embasadasem vicarincia, pois este evento recebe um cus-to relativo mais baixo que disperses e extin-es.

    Dessa forma, DIVA otimiza os diferenteseventos na rvore logentica de forma a re-construir uma topologia de distribuies ances-trais com o menor custo.

    Um dos problemas na DIVA que ao re-construir as reas ancestrais, o mtodo tendea incluir todas as reas ocupadas pelos txonsterminais, tornando a otimizao pouco con-vel na medida em que se aproxima do n basal(Ronquist, 1997). Para amenizar o problema, foisugerido que sejam utilizados grupos externos,ou que o nmero mximo de reas ancestrais

    seja restringido (Ronquist, 1997). Outra opo restringir a distribuio possvel de um an-cestral amplilocado (com distribuio ampla),especicando os processo explanatrios (centrode origem com disperses recentes, distribui-o expandida antiga, ou distribuio aleat-ria) envolvidos na origem da distribuio basal(Sanmartn e Ronquist, 2002) .

    Outro problema potencial com a imple-mentao original da DIVA que as anlisesresultam em reconstrues de distribuies an-

    cestrais em uma rvore logentica com topo-logia xa, ou seja, desconsidera as incertezas dainferncia logentica (Yu e col., 2010). Outralimitao do mtodo decorre da otimizao dasreas ancestrais, pois a presena de mltiplasreconstrues igualmente otimizadas, em ge-ral resulta em reas ancestrais com distribuioampla (Lamm e Redelings, 2009).

    No entanto, apesar das reconhecidas limi-taes, DIVA se manteve muito popular, pois um mtodo de fcil implementao, produz

    resultados rpidos, as premissas so simples erequer pouca informao prvia sobre a hist-ria biogeogrca da rea e/ou dos txons.

    DispersalExtinctionCladogenesis (DEC)O DEC (Ree e col., 2005; Ree e Smith, 2008)

    um mtodo de anlise que se baseia em ummodelo estocstico de evoluo da distribui-o geogrca, ocorrentes nos ramos (mudanasem especiao) e ns (mudana com especia-o) das logenias. O mtodo difere da DIVApor estimar como que as reas ancestrais soherdadas pelos txons, ao invs de reconstruirdiretamente as reas. Por ser mais exvel, omodelo permite a parametrizao dos diferen-

    tes processos de forma mais livre e permite aincorporao de informao prvia ao modelo,e avaliaes estatsticas sobre os resultados (Reee Smith, 2008).

    No entanto o mtodo compartilha algumaslimitaes com a DIVA, como a tendncia emestimar reas ancestrais amplas, e a impossi-

    bilidade de lidar com incertezas logenticasna topologia selecionada (Lamm e Redelings,2009; Kodandaramaiah, 2010).

    BayesDIVA e SDIVAOs mtodos Bayes-DIVA (Nylander e col.,

    2008) e S-Diva (Yu e col., 2010) foram desenvol-vidos para contornar a impossibilidade da im-plementao dos mtodos anteriores de lidarcom incertezas logenticas. Ao lidar com dife-

    rentes topologias simultaneamente, as recons-trues de reas ancestrais so acompanhadasde suportes estatsticos baseados nas frequn-cias das diferentes alternativas. Esses mtodosrepresentam, portanto, complementos das for-mas anteriores da DIVA, e no caso do S-DIVA,proporciona tambm uma nova interface de f-cil congurao das opes de anlise e produzresultados grcos.

    Exemplo de emprego do mtodo

    Para exemplicar o uso dos mtodos baseadosem eventos, utilizei um modelo simples de dis-persovicarincia (DIVA: Ronquist, 1997). Paraa anlise, foram seguidos os passos: 1) escolhade um grupo de estudo; 2) seleo de uma hip-tese logentica (cladograma) de relaes entreos txons; 3) delimitao das reas biogeogr-cas; e 4) escolha de um mtodo de anlise econguraes que sejam adequadas ao modelo.

    Exemplo: Histria biogeogrca dos la-gartos microtedeos da tribo Gymnophthalmini

    (Squamata, Gymnophthalmidae) na Amricado Sul tropical.

    Grupo de estudoOs lagartos microtedeos da tribo Gym-

    nophthalmini representam uma radiao evo-lutiva com exemplos notveis de adaptaesmorfolgicas para a vida fossorial (Rodrigues,1995). A tribo composta por nove gneros dis-tribudos ao longo de formaes abertas e o-restais da Amrica do Sul cis-andina e Amrica

    Central, sendo um grupo exclusivamente Neo-tropical. Nas formaes abertas da Amrica doSul, em especial na regio Caatinga, o grupo so-freu uma grande diversicao de formas (Ro-

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    ne (2006), porm com a sub-regio Chaquenharepresentada por suas provncias. Desta forma,as reas utilizadas so: [A] Regio Amaznica;[B] Cerrado; [C] Caatinga; [D] Chaco; [E] Re-gio das Florestas Atlnticas do Paran; e [F]Regio Caribenha (Fig. 1). Nenhum dos txonstem ocorrncia na provncia dos Pampas.

    Anlise

    drigues, 1995; 1996). Apesar da ampla distribui-o do grupo em geral, e de algumas de suasespcies, h numerosos casos de endemismos e/ou espcies de distribuio restrita (Rodrigues,2003). Desta forma, interessante inferir quaiseventos biogeogrcos esto relacionados coma ocorrncia de espcies de reas abertas comampla distribuio no continente (e.g. gneros

    Micrablepharus, Vanzosaura), enquanto outrasapresentam distribuio restrita (e.g. gnerosCalyptommatus, Notobachia, Procellosaurinus).

    Relaes flogenticasO grupo formado pelos lagartos microte-

    deos da tribo Gymnophthalmini possui mono-lia (relao de parentesco baseda em ancen-tralidade comum) bem suportada por dados

    morfolgicos (Rodrigues, 1995) e moleculares(Pellegrino e col., 2001; Castoe e col., 2004). Hdisponvel para o grupo uma hiptese loge-ntica molecular ao nvel de gnero (Benozzatie Rodrigues, 2003) que suportada por dadosmorfolgicos (Rodrigues, 1995). As relaes en-tre suas espcies, no entanto, so ainda poucocompreendidas, pela baixa representatividadede espcies do grupo nas logenias propostaspara a famlia (Pellegrino e col., 2001; Castoe ecol., 2004) e pela descoberta de novas espcies

    em tempos mais recentes (Rodrigues e Santos,2008). Desta forma, a logenia de Benozai eRodrigues (2003) foi utilizada para inferir oseventos relacionados distribuio dos gnerospertencentes tribo.

    Delimitao das reasA regio Neotropical pode ser dividida

    em quatro sub-regies biogeogrcas: a sub--regio Caribenha, que contm orestas cen-tro-americanas, de ilhas do Caribe, e orestas

    baixas e sub-montanas do norte e noroeste daAmrica do Sul; a sub-regio Amaznica, queinclui toda a rea sob inuncia da bacia do rioAmazonas; a sub-regio do Paran, que incluias formaes orestais ombrlas e estacionaiscom inuncia da costa atlntica; e a sub-regioChaquenha, que inclui a diagonal de formaesabertas da Amrica do Sul (Morrone, 2006).Esta ltima pode ainda ser dividida nas pro-vncias biogeogrcas do Cerrado, Caatinga,Chaco e Pampas (Morrone, 2006). Como o focodeste exemplo inferir os eventos relacionados

    distribuio dos txons de reas abertas, seroutilizadas como reas biogeogrcas as quatrosub-regies neotropicais propostas por Morro-

    Figura 1. reas biogeogrcas utilizadas para a anlise:A) Regio Amaznica, B) Provncia do Cerrado, C) Pro-vncia da Caatinga, D) Provncia do Chaco, E) Regiodas Florestas Atlnticas do Paran, F) Regio Caribe-nha. Mapa modicado de Morrone (2006).

    Para a reconstruo dos eventos relacio-nados s alteraes histricas na distribuio

    dos txons de Gymnophthalmini foi utilizado oprograma DIVA 1.2. (Ronquist, 2001). Aos even-tos biogeogrcos foram utilizados os custos deum para disperso e extino, e zero para vica-rincia ou duplicao, que padro da anlise(Ronquist, 1997, 2001). Como foram utilizadosgneros como txons terminais, o que causaperda de informao referente s dispersesna reconstruo das reas ancestrais (Ronquist,1997), foi utilizada a opo de restrio do n-mero mximo de reas ocupadas por txon para

    cinco (de seis possveis). Desta forma, evita-setambm a ocorrncia de um ancestral basal am-plilocado, com a conseqente diminuio daimportncia de eventos basais de disperso.

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    Resultados

    A reconstruo otimizada da histria bioge-ogrca de Gymnophthalmini requer cincoeventos de disperso (Fig. 2). Nesta hiptese,tem-se que a histria biogeogrca dos txons

    de reas abertas representada por uma vica-rincia basal, que separaMicrablepharusna pro-

    vncia do Cerrado e sub-regio do Paran, deum ancestral dos txons que mais tarde viriama se radiar na provncia da Caatinga. A ocorrn-cia de txons de ampla distribuio nas forma-es abertas pode ser explicada por dispersesentre as reas.

    Discusso

    No exemplo emprico apresentado para ilustraro uso de mtodos em biogeograa baseada emeventos, foi utilizado um modelo simples de

    disperso-vicarincia. No entanto, as infern-cias deste tipo de anlise podem ser renadascom a incorporao de informaes adicionaissobre os organismos estudados e os processos

    biogeogrcos envolvidos (Ree e col., 2005; Ko-dandaramaiah, 2010). Por exemplo, possvelincorporar estimativas do tempo de separa-o entre os txons (por mtodos de dataomolecular), ou atribuir custos diferenciais aoseventos de disperso baseados em estimativasda capacidade relativa de uma linhagem em sedispersar ao longo das reas de estudo, ou in-formaes sobre a ocorrncia das espcies nasreas ancestrais atravs de registro fssil, etc.

    Com a reconstruo da histria logen-

    tica de um grupo, possvel discutir sobre osprocessos envolvidos e sua relao com dadosecolgicos e/ou geogrcos das espcies envol-vidas.

    No exemplo, possvel observar que aps

    um evento de vicarincia basal que separou aslinhagens de reas abertas do Cerrado e Flores-ta Atlntica, de linhagens da Caatinga e da Re-gio do Caribe, houve trocas faunsticas entre asprovncias do Cerrado e Caatinga por meio dedisperses. O gneroMicrablepharus, compostopor lagartos tpicos de formaes abertas (i.e.cerrados, matas decduas e restingas), ocorre deforma pontual na provncia da Caatinga, geral-mente em vegetaes menos rsticas (Vanzoli-ni e col., 1980; Rodrigues, 1996). A distribuio

    atual da espcie na Caatinga deve representarum relicto de uma distribuio pretrita maisampla, em um perodo em que condies maisadequadas provavelmente permitiram a expan-

    Figura 2. Reconstruo otimizada dos eventos relacionados s alteraes na distribuio geogrca dos gneros de lagar-tos da tribo Gymnophthalmini, que requer cinco eventos de disperso. Os eventos de disperso esto indicados por setas.Foto: exemplar adulto de Vanzosaura rubricauda.

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    so da distribuio ao longo desta provncia, oque concorda com o modelo.

    Da mesma forma, Vanzosaura, que ocorreamplamente na provncia da Caatinga, ocorrede forma disjunta na provncia do Cerrado, atin-gindo a provncia do Chaco (Rodrigues, 1991;Vanzolini e Carvalho, 1991; Nogueira, 2006).Sua ocorrncia descontnua pode reetir even-tos pretritos de expanso de distribuio porcorredores de hbitats favorveis, com a manu-teno de ncleos de ocorrncia em regies comcondies ambientais prximas ancestral (e.g.clima seco, relevos pouco acidentados, forma-es vegetais abertas, presena de solos areno-sos). Por ltimo, a ocorrncia de populaes dePsilophthalmusna provncia do Cerrado infe-rida por disperso. A distribuio marginal no

    Cerrado (Recoder e Nogueira, 2007), somada dinmica histrica de interdigitao de habitatse trocas faunsticas de elementos do Cerrado eCaatinga na regio (Vanzolini, 1976) apiam omodelo.

    Crticas e prospectosComo discutido criticamente por alguns

    autores, os mtodos de biogeograa baseadaem eventos apresentam limitaes metodolgi-cas e restries conceituais relacionadas sim-

    plicidade de suas premissas, que podem muitasvezes resultar em reconstrues enviesadas dadistribuio ancestral, e levar a interpretaesde histrias biogeogrcas pouco realistas(Lamm e Redelings, 2009; Kodandaramaiah,2010).

    Uma das restries de mtodos como aDIVA a impossibilidade de distinguir expan-so da distribuio de uma linhagem, de even-tos de disperses por sobre barreiras geogr-cas (Kodandaramaiah, 2010). Apesar de ser

    possvel atribuir custos diferenciados aos doistipos de eventos de disperso (Ronquist, 1997),a alternativa mais adequada seria a incorpora-o no modelo de taxas de divergncias por m-todos de datao molecular (Kodandaramaiah,2010).

    Outro problema de implementaes maissimples que a restrio errnea do nmerode reas ancestrais pode levar a inferncias es-prias de eventos de disperso ou vicarincia(Kodandaramaiah, 2010). Uma alternativa a utilizao de modelos mais realistas, com adeterminao dos custos dos eventos baseadosem informaes biolgicas sobre os txons (Reee col., 2005; Kodandaramaiah, 2009). Os resul-

    tados da DIVA so tambm sensveis amos-tragem de grupos externos, e ineciente emmodelar extines (Ronquist, 1997; Kodandara-maiah, 2010).

    No entanto, apesar das limitaes meto-dolgicas que as anlises baseadas em eventosapresentam, destacam-se por oferecer a possi-

    bilidade de reconstruo de cenrios biogeo-grcos para linhagens individuais, conside-rando explicitamente a importncia de mlti-plos eventos biogeogrcos determinantes (e.g.especiao, disperso e extino) para os pa-dres gerais de distribuio (Sanmartn 2007).Ademais, novas implementaes capazes de es-timar valores de suporte estatstico para as infe-rncias tornam os mtodos baseados em even-tos ferramentas interessantes e robustas para

    estudos em biogeograa histrica (Nylander ecol., 2008; Yu e col., 2010).

    Agradecimentos

    Agradeo primeiramente ao prof. Dr. Silvio Shi-gueo Nihei por me convidar a participar destevolume especial da Revista da Biologia. Agra-deo a Agustn Camacho e Lilian Avelar pelaleitura crtica de uma verso preliminar do ma-nuscrito, a Olvia de Mendona-Furtado e um

    revisor annimo pelas crticas e sugestes queem muito ajudaram a melhorar a verso naldeste artigo. Agradeo tambm ao prof. Dr. Mi-guel Trefaut Rodrigues pela orientao, e FA-PESP pelo apoio nanceiro concedido na formade bolsa de mestrado (2008/075980).

    Bibliografa

    Almeida, E. A. B. (2011). Modelos de eventos parareconstruo biogeogrca. In Biogeograa daAmrica do Sul: Padres e Processos. Carvalho, J. B.de e Almeida, E. A. B. (Orgs). So Paulo: Roca. Pp.123136.

    Amorim, D. S. (2002). Fundamentos de SistemticaFilogentica. Ribeiro Preto: Holos Editora.

    Benozzati, M. L. e Rodrigues, M. T. (2003). MitochondrialRestrictionSite Characterization of a BrazilianGroup of EyelidLess Gymnophthalmid Lizards.Journal of Herpetology 37, 161168.

    Carvalho, J. B. de (2011). reas de endemismo. InBiogeograa da Amrica do Sul: Padres e Processos.Carvalho, J. B. de e Almeida, E. A. B. (Orgs). SoPaulo: Roca. Pp. 4151.

    Castoe, T.A., Doan, T. M. e Parkinson, C. L. (2004).Data Partitions and Complex Models in Bayesian

    Analysis: The Phylogeny of GymnophthalmidLizards. Systematic Biology 53, 448469.Crisci, J. V. (2001). The voice of historical biogeography.

    Journal of Biogeography 28, 157168.Crisci, J. V., Katinas, L. e Posadas, P. (2003). Historical

  • 7/25/2019 BIOGEOGRAFIA BASEADA EM EVENTOS UMA INTRODUO.pdf

    8/8

    25Revista da Biologia (2011) Vol. Esp. Biogeografia

    biogeography: An introduction. London: HarvardUniverstity Press.

    Kodandaramaiah, U. (2010). Use of dispersalvicarianceanalysis in biogeography a critique. Journal ofBiogeography 37, 311.

    Lamm, K. S. e Redelings, B. D. (2009). Reconstructingancestral ranges in historical biogeography:

    properties and prospects. Journal of Systematics andEvolution 47, 369382.

    Lomolino, M. V., Riddle, B. R. e Brown, J. H. 2005.Biogeography. 3ed. Sunderland: Sinauer Associates.

    Morrone, J. J. (2006). Biogeographic areas and transitionzones of Latin America and the Caribbean Islandsbased on panbiogeographic and cladistic analysesof the entomofauna. Annual Reviews of Entomology51, 46794.

    Morrone, J. J. (2009). Evolutionary Biogeography: Anintegrative approach with case studies. New York:Columbia University Press.

    Nihei, S. S. (2011). Biogeograa Cladstica. In Biogeograada Amrica do Sul: Padres e Processos. Carvalho,J. B. de e Almeida, E. A. B. (Orgs). So Paulo: Roca.Pp. 99122.

    Nogueira, C. C. (2006). Diversidade e padres dedistribuio da fauna de lagartos do Cerrado. Tesede Doutorado nopublicada, Departamento deEcologia, Instituto de Biocincias da Universidadede So Paulo, So Paulo.

    Nylander, J. A. A., Olsson, U., Alstrm, P. e Sanmartn, I.(2008). Accounting for phylogenetic uncertainty inbiogeography: a Bayesian approach to dispersalvicariance analysis of the thrushes (Aves: Turdus).Systematic Biology 57, 257268.

    Page, R. D. M. (1994). Maps between trees and cladistic

    analysis of historical associations among genes,organisms, and areas. Systematic Biology 43, 5877.Pellegrino, K. C. M., Rodrigues, M. T., YonenagaYassuda,

    Y. e Sites Jr., J. W. (2001). A molecular perspectiveon the evolution of microteiid lizards (Squamata:Gymnophthalmidae), and a new classication forthe family. Biological Journal of the Linnean Society74, 315338.

    Perez, S. I., Diniz-Filho, J. A. F., Bernal, V. e Gonzalez, P.N. (2010). Spatial regression techniques for inter-population data: studying the relationships betweenmorphological and environmental variation. Journalof Evolutionary Biology 23, 237248.

    Posadas, P., Crisci, J. V. e Katinas, L. (2006). Historical

    biogeography: a review of its basic concepts andcritical issues. Journal of Arid Environments 66,389403.

    Recoder, R. e Nogueira, C. (2007). Composio ediversidade de Rpteis Squamata na regio sul doParque Nacional Grande Serto Veredas, BrasilCentral. Biota Neotropica 7, 267278.

    Ree, R. H. e Smith, S. A. (2008). Maximum likelihoodinference of geographic range evolution by dispersal,local extinction, and cladogenesis. SystematicBiology 57, 414.

    Ree, R. H., Moore, B. R., Webb, C. O. e Donoghue, M. J.(2005). A likelihood framework for inferring theevolution of geographic range on phylogenetic trees.

    Evolution 59, 22992311.Rodrigues, M. T. (1991). Herpetofauna das dunas

    interiores do Rio So Francisco: Bahia: Brasil. III.Procellosaurinus: um novo gnero de microteideos

    sem plpebra, com a redenio do gneroGymnophthalmus (Sauria, Teiidae). Papis Avulsosde Zoologia, So Paulo 37, 329342.

    Rodrigues, M. T. (1995). Filogenia e historia geogrcade uma radiao de lagartos microteideos (Sauria,Teiioidea, Gymnophthalmidae). Tese de livredocncia nopublicada, Departamento de Zoologia,

    Universidade de So Paulo, So Paulo.Rodrigues, M. T. (1996). Lizards, snakes and

    amphisbaenians from the Quaternary sand dunes ofthe middle Rio So Francisco: Bahia: Brazil. Journalof Herpetology 30, 513523.

    Rodrigues, M. T. (2003). Herpetofauna da Caatinga.In Ecologia e Conservao da Caatinga. Leal I.R., Tabarelli M. e da Silva J. M. C. (Eds). Recife:Editora Universitria da Universidade Federal dePernambuco. Pp. 181236.

    Rodrigues M. T. e Santos, E. M. (2008). A new genusand species of eyelidless and limb reducedgymnophthalmid lizard from northeastern Brazil(Squamata, Gymnophthalmidae). Zootaxa 1873,5060.

    Ronquist, F. (1997). DispersalVicariance Analysis: Anew approach to the quantication of historicalbiogeography. Systematic Biology 46, 195203.

    Ronquist, F., (2001). DIVA version 1.2. Computer programfor MacOS and Win32. Evolutionary Biology Centre,Uppsala University. Available at hp://www.ebc.uu.se/systzoo/research/diva/diva.html.

    Ronquist, F. e Nylin, S. (1990). Process and paern in theevolution of species associations. Systematic Zoology39, 323344.

    Sanmartn, I., Engho, H. e Ronquist, F. (2001). Paernsof animal dispersal, vicariance and diversication

    in the Holarctic. Biological Journal of the LinneanSociety 73, 345390.Sanmartn, I. e Ronquist, F., (2002). New solutions to old

    problems: widespread taxa, redundant distributionsand missing areas in eventbased biogeography.Animal Biodiversity and Conservation 25, 7593.

    Sanmartn, I. e Ronquist, F. (2004). Southern hemispherebiogeography inferred by eventbased models: Plantversus animal paerns. Systematic Biology 53, 216243.

    Sanmartn, I. (2007). Eventbased biogeography:integrating paerns, processes and time. InBiogeography in a Changing World. Ebach, M. C.e Tangney, R. S. (Eds). Boca Raton: CRC Press. Pp.

    135159.Vanzolini, P. E. (1976). On the lizards of a CerradoCaatinga contact: evolutionary and zoogeographicalimplications (Sauria). Papis Avulsos de Zoologia 29,111119.

    Vanzolini, P. E. e Carvalho, C. M. (1991). Two sibling andsympatric species of Gymnophthalmus in Roraima,Brazil (Sauria, Teiidae). Papis Avulsos de Zoologia37, 173226.

    Vanzolini, P. E., Costa A. M., e Vi, L. (1980). Rpteis dasCaatingas. Rio de Janeiro: Academia Brasileira deCincias.

    Yu Y., Harris A. J., He X. J. (2010). SDIVA (StatisticalDispersalVicariance Analysis): a tool for inferring

    biogeographic histories. Molecular Phylogeneticsand Evolution 56, 848850.