L'apport du registre paléogène d'Amazonie sur la diversification initiale des Caviomorpha (Hystricognathi, Rodentia): implications phylogénétiques, macroévolutives et paléobiogéographiques

Abstract

English abstract (résumé anglais) Caviomorph rodents represent one of the most successful groups of placental mammals from South America. Despite their modern and Neogene high taxonomic diversity, the early evolutionary history of caviomorphs has long remained obscure. Until recently, the majority of Paleogene caviomorph assemblages were limited to South American localities at middle and high latitudes, whereas only a few were known at lower latitudes. Recent field expeditions in Peruvian Amazonia (Contamana and Tarapoto areas) have led to the discovery of about twenty Eocene and Oligocene localities yielding hundreds of fossils of caviomorphs (mainly isolated teeth). The systematic studies of these fossils have revealed the presence of numerous new species. A large-scale cladistic analysis (107 terminal taxa; 513 morphological characters), including these new Amazonian species, was undertaken here. For the first time, the four modern superfamilies (i.e., Erethizontoidea, Cavioidea, Octodontoidea, and Chinchilloidea) and all extant families were considered and included through modern and fossil terminal taxa. As a result, several stem Caviomorpha were recognized outside all four superfamilies. Close relationships between Erethizontoidea and Cavioidea on one hand and Octodontoidea and Chinchilloidea on the other hand, as hypothesized in most recent molecular phylogenies, are supported morphologically, thus leading to the formal definition of the clades Erethicavioi Boivin, n. taxon (Erethizontoidea + Cavioidea + extinct related taxa) and Octochinchilloi Boivin, n. taxon (Octodontoidea + Chinchilloidea + extinct related taxa). A synthetic classification of Caviomorpha is proposed. Three main diversification phases would have occurred during the Paleogene and early Miocene (early radiation of caviomorphs; emergence of modern superfamilies; diversification of superfamilies with emergence of some modern families/subfamilies). These three phases seemingly coincide with global climatic events and intense Andean uplift phases. Based on these recent fossil discoveries and on the phylogenetic results presented here, low latitudes of South America are viewed as the first diversity hotspot of early caviomorphs. Geographic origin of modern superfamilies remains somewhat ambiguous, except for chinchilloids which would have emerged in low-latitude regions. French abstract (résumé français) Les rongeurs caviomorphes constituent l’un des groupes de mammifères placentaires les plus diversifiés d’Amérique du Sud. Malgré la grande diversité taxonomique actuelle et un riche registre néogène, les premières phases de l’histoire évolutive du groupe n’étaient, il y a peu, documentées que par quelques localités, majoritairement situées aux moyennes et hautes latitudes du continent sud-américain. Des recherches paléontologiques récentes menées en Amazonie péruvienne (régions de Contamana et Tarapoto) ont permis la découverte d’une vingtaine de localités éocènes et oligocènes, livrant de nombreux restes dentaires de caviomorphes. Les études systématiques effectuées sur ce matériel ont conduit à la description de nombreuses nouvelles espèces. Une analyse cladistique de grande ampleur (107 taxons terminaux ; 513 caractères morphologiques), incluant ces nouvelles espèces amazoniennes, a été réalisée ici. Pour la première fois, les quatre super-familles actuelles (i.e., Cavioidea, Erethizontoidea, Chinchilloidea, et Octodontoidea) y sont largement représentées, notamment par l’ensemble des familles actuelles, elles-mêmes documentées par plusieurs représentants fossiles et/ou actuels. Cette analyse a permis la reconnaissance de caviomorphes basaux, n’appartenant à aucune de ces super-familles. Les relations de parenté étroites entre Erethizontoidea et Cavioidea d’une part, et Octodontoidea et Chinchilloidea d’autre part, comme proposé dans des phylogénies moléculaires récentes, apparaissent soutenues par les caractères morpho-anatomiques. Ce constat mène à la définition formelle des clades Erethicavioi Boivin, n. taxon (Erethizontoidea + Cavioidea + taxons éteints apparentés) et Octochinchilloi Boivin, n. taxon (Octodontoidea + Chinchilloidea + taxons éteints apparentés). Une classification synthétique des Caviomorpha est proposée. Les résultats révèlent également l’existence de trois phases de diversifications majeures au cours du Paléogène et du Miocène inférieur (radiation initiale des caviomorphes ; émergence des super-familles actuelles ; diversification des super-familles avec l’émergence de familles/sous-familles actuelles). Ces phases semblent coïncider avec des évènements climatiques globaux et des périodes de surrection andine intense. À la lumière de ces nouvelles données paléontologiques et des résultats phylogénétiques présentés ici, il semblerait que les régions de basses latitudes du continent sud-américain aient été le siège de la première phase de diversification des caviomorphes. L’origine géographique des super-familles reste quelque peu ambiguë, à l’exception toutefois des chinchilloïdes qui semblent avoir émergé dans les régions de basses latitudes.