UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Instituto de Geociências e Ciências Exatas Campus Rio Claro JOÃO PAULO DE ALMEIDA BENITES ESTUDO COMPARATIVO DE RESTOS FÓSSEIS E RECENTES DE AMPHISBAENIA ABORDAGENS FILOGENÉTICAS, PALEOECOLÓGICAS, PALEOBIOGEOGRÁFICAS Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Câmpus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geociências e Meio Ambiente. Orientador: Prof. Dr. Reinaldo José Bertini Rio Claro - SP 2015 II III JOÃO PAULO DE ALMEIDA BENITES ESTUDO COMPARATIVO DE RESTOS FÓSSEIS E RECENTES DE AMPHISBAENIA ABORDAGENS FILOGENÉTICAS, PALEOECOLÓGICAS, PALEOBIOGEOGRÁFICAS Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Geociências e Ciências Exatas do Câmpus de Rio Claro, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geociências e Meio Ambiente. Comissão Examinadora Prof. Dr. Reinaldo José Bertini Profa. Dra. Maria Eliana Carvalho Navega Gonçalves Profa. Dra. Silvia Regina Gobbo Rodrigues Rio Claro, SP 17 de Abril de 2015. IV Dedico esta Dissertação aos meus pais, Paulo Roberto Benites e Rosa Maria Gomes de Almeida Benites, responsáveis por minha educação, disciplina e caráter, os quais são responsáveis por eu ter chegado até aqui, sempre acreditando e incentivando meu potencial. Também minha querida e amada noiva Giovana Correa Novello que com muito amor e paciência me apoiou em todos os momentos, demonstrando verdadeiro companheirismo. Ao meu grande e melhor amigo Pietro Borges Bringhuenti. Também em memória de duas pessoas muito queridas, as quais considerava como irmãos, Giana Benati Falcim e Ricardo Matheus Iacoop Vidal. V Agradecimentos Primeiramente agradeço a Deus pela minha vida e por oportunidades concedidas, que através da fé fui capaz de encontrar a paz e vencer grandes obstáculos. Agradeço meus pais e noiva que sempre me apoiaram nesta jornada, com amor e carinho, sempre torcendo por minha vitória. Agradeço ao meu estimado amigo e tutor Prof. Dr. Reinaldo José Bertini, a quem confio minha capacidade como Pesquisador, o qual muito bem me recebeu na Universidade, bastante atencioso, presente, paciente e prestativo, ajudando sempre que necessário. A minha querida amiga Profa. Dra. Eliana Navega Gonçalves, que ainda na graduação me abriu as portas para a área acadêmica, me orientando em Projeto de Iniciação Científica com ênfase em Zoologia, bastante dedicada e paciente para comigo. A minha querida amiga Profa. Dra. Silvia Regina Gobbo Rodrigues, sempre incentivando e ajudando na área de Paleontologia, uma pessoa bastante atenciosa. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela Bolsa de estudos de Mestrado, que possibilitou dedicação integral a esta Dissertação. A todos os professores das disciplinas cursadas no Programa de Pós- Graduação em Geociências e Meio Ambiente, os quais agregaram inestimável conhecimento para minha formação. Aos amigos e colegas pós-graduandos, em especial ao Caio Fabricio Cezar Geroto, o qual sempre se demonstrou prestativo em ajudar com cladística. A amiga Lília M. Dietrich Bertini sempre solícita em relação ao amparo burocrático que envolveu esta Dissertação. A Rosangela Vacello, sempre orientando e ajudando na parte burocrática em relação a Pós-Graduação, bastante atenciosa. VI RESUMO Amphisbaenia é um importante grupo de amniotas reptilianos, providos de corpo cilíndrico e alongado, usualmente desprovidos de membros, com a exceção da Família Bipedidae, que apresentam os anteriores desenvolvidos. Esta anatomia facilita a vida fossorial. São alocados aos Squamata, por possuírem hemipênis, dente para romper e sair do ovo, cloaca transversal e tegumento coberto de escamas. Por assemelharem-se a lacertílios e ofídios, seu posicionamento filogenético tem sido amplamente discutido e sua ancestralidade é ainda controversa. São limitados às regiões subtropicais e tropicais, constituindo importante informação para abordagens paleoecológicas e paleobiogeográficas. Confeccionam profundos túneis compactando o solo, o que implica em grandes modificações morfológicas, tais como crânio robusto, formado por placas ósseas rígidas, e ligações interdigitais na região frontal, podendo ser sobrepostas, o que lhes confere maior resistência contra impactos na escavação. Sua anatomia é bastante convergente com aquela dos fósseis de lacertiformes mesozóicos, demonstrando um provável ancestral em comum com estes diápsidos. Um espécimen de Cryptolacerta, oriundo da Alemanha, compartilha características com Amphisbaenia. Entretanto sua filogenia ainda é incerta. De todo modo, junto com Sineoamphisbaena, pode indicar características convergentes entre “lagartos” laurasianos, possivelmente com aqueles que originaram Amphisbaenia. Os fósseis de anfisbênios são geograficamente restritos, predominantemente encontrados nos Estados Unidos, em quantidade relativamente escassa. A maior parte está relacionada à Família Rhineuridae, que poderia ser considerada primitiva. No entanto Bipedidae, um grupo recente, também é considerado como primitivo, devido à presença de cintura escapular e membros anteriores. Entretanto não há registros fósseis seguros, pois até então não foram encontrados restos fossilizados atribuídos a Bipedidae. Ocorre convergência morfológica em Rhineuridae, detalhada nas análises filogenéticas, colocando-o como agrupamento derivado. De qualquer maneira está claro que a origem dos anfisbênios permanece obscura. É observado que não ocorre a presença de material fóssil bem preservado antes do início do Eoceno. Mas com base na morfologia, os Amphisbaenia eram escavadores especializados logo ao início VII da Era Cenozóica, não diferindo muito dos morfótipos recentes. Portanto supõe-se que a origem do grupo seria anterior, provavelmente durante o Cretáceo. Com o acréscimo de Blanus mendezi, e correções envolvendo Trogonophidae, permitiram obter uma topologia diferente entre Trogonophidae e Amphisbaenidae. Nos trabalhos anteriores estes grupos eram considerados próximos, entretanto na presente análise Blanidae mostra afinidades com Trogonophidae, tornando-o basal em relação a Amphisbaenidae. Esta nova abordagem permite inferir que morfótipos africanos teriam se originado na Laurásia, dispersando-se através da Península Ibérica, possivelmente durante a Era Cenozóica. Blanidae possui características primitivas, fortalecendo esta hipótese. A dispersão de Rhineuridae pode ter relação com mudanças climáticas cenozóicas norte-americanas. O único morfótipo recente dos rineuridos existe na Flórida, que se manteve quente durante a Era Cenozóica. Palavras chave: Amphisbaenia; Filogenia; Paleoecologia; Paleobiogeografia. ABSTRACT Amphisbaenia is an important group of reptilian amniotes, provided with cylindrical and elongated body, usually limbless, with the exception of the Family Bipedidae, which presents limbs. This anatomy facilitates fossorial life. They are allocated to Squamata, by having hemipenis, tooth to break the egg, cross cloacal vent and integument covered with scales. Resembling lacertilians and snakes, their phylogenetic position has been widely discussed and their ancestry is still controversial. They are limited to subtropical and tropical regions, providing important paleoecological and paleobiogeographical informations to the group. They cave deep tunnels, compacting soil, which implies major morphological changes, such as robust skull bones, with rigid plates, and strong osteological connections in the frontal region, with superimposed bones, giving them greater resistance to impacts during excavation. Their anatomy is quite convergent with Mesozoic lacertiform fossils, showing a probable common ancestor with these diapsids. A specimen of VIII Cryptolacerta, from Germany, shares features with Amphisbaenia. However its phylogeny is still uncertain. But Sineoamphisbaena may indicate convergent features between Laurasian "lizards", possibly with those originated Amphisbaenia. The fossil records are geographically restricted, predominantly from USA, in relatively small quantity. Most are related to the Family Rhineuridae, which could be considered primitive. However the Family Bipedidae, a recent group, is classified also as primitive, due to the presence of shoulder girdle and forelimbs. But Bipedidae does not present fossils, because until now there are not fossilized remains assigned to them. Morphological convergence occurs in Rhineuridae, detailed in phylogenetic analyses, placing it as a apomorphic group. Anyway it is clear that the origin of Amphisbaenia remains obscure. There are not well preserved fossil materials before beginning of Eocene. But based on the morphology, Amphisbaenia were skilled diggers just the beginning of the Cenozoic Era, not differing much from recent morphotypes. Therefore it is possible to believe this group would rise earlier, probably during Cretaceous. The addition of blanus mendezi and corrections involving trogonophidae, got a different topology between trogonophidae and Amphisbaenidae. In earlier analysis, these groups was considered nearly. However the present analysis shows Blanidae more affinities with Trogonophidae than Amphisbaenidae, allocating Trogonophidae as basal group. This new approach allows us to infer that morphotypes Africans have originated in Laurasia, dispersing through the Iberian Peninsula, possibly during the Cenozoic Era. Blanidae has primitive features, contribuing this hypothesis. The dispersion of Rhineuridae may be related to North American Cenozoic climate changes. The only recent morphotype of rineurids exists in Florida, which remained hot during the Cenozoic Era. Key words: Amphisbaenia; Phylogeny; Paleoecology; Paleobiogeography. IX Lista de Figuras Figura 1. Representação dos três tipos de região cefálica ............................... 21 Figura 2. Representação da região cefálica em forma de espátula de Agamodon anguliceps (Trogonophidae) ......................................................... 22 Figura 3. Consenso estrito de 100 árvores parcimoniosas incluindo todos os Rhineuridae .................................................................................................... 156 Figura 4. Consenso estrito de 100 árvores parcimoniosas (Rhineura amblyceps, R. attenuatus e R. wilsoni removidos) ........................................................... 157 Figura 5. Topologia de Amphisbaenia, demonstrando os principais clados (Rhineura amblyceps, R. attenuatus e R. wilsoni removidos) ....................... 158 Figura 6. Consenso estrito de Amphisbaenia, com ramos numerados para Parcimônia de Brooks .................................................................................... 172 Figura 7. Consenso estrito de áreas onde ocorrem Amphisbaenia (Análise de Brooks Primária).. ........................................................................................... 174 Figura 8. Consenso estrito de áreas onde ocorrem Amphisbaenia (Análise de Brooks Secundária) ........................................................................................ 175 Figura 9. Vista dorsal do crânio de Amphisbaena braestrupi ......................... 205 Figura 10. Vista lateral do crânio de Amphisbaena braestrupi ....................... 205 Figura 11. Vista ventral do crânio de Amphisbaena braestrupi ...................... 206 Figura 12. Vista dorsal do crânio de Amphisbaena laurenti ........................... 206 Figura 13. Vista lateral do crânio de Amphisbaena laurenti ........................... 207 Figura 14. Vista ventral do crânio de Amphisbaena laurenti .......................... 207 Figura 15. Vista dorsal do crânio de Blanus mendezi .................................... 208 Figura 16. Vista lateral do crânio de Blanus mendezi .................................... 208 Figura 17. Vista ventral do crânio de Blanus mendezi ................................... 209 Figura 18. Vista dorsal do crânio de Cryptolacerta hassiaca ......................... 209 Figura 19. Vista ventral do crânio de Cryptolacerta hassiaca ........................ 210 Figura 20. Vista dorsal do crânio de Dyticonastis rensbergeri ....................... 210 Figura 21. Vista lateral do crânio de Dyticonastis rensbergeri ....................... 211 Figura 22. Vista ventral do crânio de Dyticonastis rensbergeri....................... 211 Figura 23. Vista dorsal do crânio de Hyporhina antiqua ................................. 212 Figura 24. Vista lateral do crânio de Hyporhina antiqua ................................. 212 Figura 25. Vista ventral do crânio de Hyporhina antiqua ................................ 213 X Figura 26. Vista dorsal do crânio de Hyporhina galbreathi ............................. 213 Figura 27. Vista lateral do crânio de Hyporhina galbreathi ............................. 214 Figura 28. Vista ventral do crânio de Hyporhina galbreathi ............................ 214 Figura 29. Vista dorsal do crânio de Jepsibaenia minor ................................. 215 Figura 30. Vista lateral do crânio de Jepsibaenia minor ................................. 215 Figura 31. Vista ventral do crânio de Jepsibaenia minor ................................ 216 Figura 32. Vista dorsal do crânio de Listromycter leakeyi .............................. 216 Figura 33. Vista lateral do crânio de Listromycter leakeyi .............................. 217 Figura 34. Vista ventral do crânio de Listromycter leakeyi ............................. 217 Figura 35. Vista labial da mandíbula de Oligodontosaurus wyomingensis ..... 218 Figura 36. Vista lingual da mandíbula de Oligodontosaurus wyomingensis ... 218 Figura 37. Vista dorsal do crânio de Ototriton solidus .................................... 219 Figura 38. Vista ventral do crânio de Ototriton solidus ................................... 219 Figura 39. Vista dorsal do crânio de Rhineura amblyceps ............................. 220 Figura 40. Vista lateral do crânio de Rhineura amblyceps ............................ 220 Figura 41. Vista ventral do crânio de Rhineura amblyceps ............................ 221 Figura 42. Vista dorsal do crânio de Rhineura hatcherii ................................. 221 Figura 43. Vista lateral do crânio de Rhineura hatcherii ................................. 222 Figura 44. Vista ventral do crânio de Rhineura hatcherii ................................ 222 Figura 45. Vista dorsal do crânio de Rhineura hibbardi .................................. 223 Figura 46. Vista lateral do crânio de Rhineura hibbardi .................................. 223 Figura 47. Vista ventral do crânio de Rhineura hibbardi ................................. 224 Figura 48. Vista dorsal do crânio de Rhineura wilsoni .................................... 224 Figura 49. Vista lateral do crânio de Rhineura wilsoni .................................... 225 Figura 50. Vista ventral do crânio de Rhineura wilsoni ................................... 225 Figura 51. Vista dorsal do crânio de Sineoamphisbaena hexatabularis ......... 226 Figura 52. Vista lateral do crânio de Sineoamphisbaena hexatabularis ......... 226 Figura 53. Vista ventral do crânio de Sineoamphisbaena hexatabularis ........ 227 Figura 54. Vista dorsal do crânio de Spathorhynchus fossorium.................... 227 Figura 55. Vista lateral do crânio de Spathorhynchus fossorium.................... 228 Figura 56. Vista ventral do crânio de Spathorhynchus fossorium ................... 228 Figura 57. Vista dorsal do crânio de Spathorhynchus natronicus................... 229 Figura 58. Vista lateral do crânio de Spathorhynchus natronicus................... 229 Figura 59. Vista ventral do crânio de Spathorhynchus natronicus .................. 230 XI Figura 60. Vista dorsal do crânio de Amphisbaena alba ................................ 231 Figura 61. Vista lateral do crânio de Amphisbaena alba ................................ 231 Figura 62. Vista ventral do crânio de Amphisbaena alba ............................... 232 Figura 63. Vista dorsal do crânio de Amphisbaena cubana ........................... 232 Figura 64. Vista lateral do crânio de Amphisbaena cubana ........................... 233 Figura 65. Vista ventral do crânio de Amphisbaena cubana .......................... 233 Figura 66. Vista dorsal do crânio de Agamodon anguliceps .......................... 234 Figura 67. Vista lateral do crânio de Agamodon anguliceps .......................... 234 Figura 68. Vista ventral do crânio de Agamodon anguliceps ......................... 235 Figura 69. Vista dorsal do crânio de Bipes biporus ........................................ 235 Figura 70. Vista lateral do crânio de Bipes biporus ........................................ 236 Figura 71. Vista ventral do crânio de Bipes biporus ....................................... 236 Figura 72. Vista dorsal do crânio de Cadea blanoides ................................... 237 Figura 73. Vista lateral do crânio de Cadea blanoides ................................... 237 Figura 74. Vista ventral do crânio de Cadea blanoides .................................. 238 Figura 75. Vista dorsal do crânio de Diplometopon zarudnyi ......................... 238 Figura 76. Vista lateral do crânio de Diplometopon zarudnyi ......................... 239 Figura 77. Vista ventral do crânio de Diplometopon zarudnyi ........................ 239 Figura 78. Vista dorsal do crânio de Geocalamus acutus .............................. 240 Figura 79. Vista lateral do crânio de Geocalamus acutus .............................. 240 Figura 80. Vista ventral do crânio de Geocalamus acutus ............................. 241 Figura 81. Vista dorsal do crânio de Leposternon microcephalum ................. 241 Figura 82. Vista lateral do crânio de Leposternon microcephalum ................. 242 Figura 83. Vista ventral do crânio de Leposternon microcephalum ................ 242 Figura 84. Vista dorsal do crânio de Monopeltis capensis ............................. 243 Figura 85. Vista lateral do crânio de Monopeltis capensis ............................. 243 Figura 86. Vista ventral do crânio de Monopeltis capensis ............................ 244 Figura 87. Vista dorsal do crânio de Pachycalamus brevis ............................ 244 Figura 88. Vista lateral do crânio de Pachycalamus brevis ............................ 245 Figura 89. Vista ventral do crânio de Pachycalamus brevis ........................... 245 Figura 90. Vista dorsal do crânio de Rhineura floridana ................................. 246 Figura 91. Vista lateral do crânio de Rhineura floridana ................................. 246 Figura 92. Vista ventral do crânio de Rhineura floridana ................................ 247 Figura 93. Vista dorsal do crânio de Trogonophis wiegmanni ........................ 247 XII Figura 94. Vista lateral do crânio de Trogonophis wiegmanni ........................ 248 Figura 95. Vista ventral do crânio de Trogonophis wiegmanni ....................... 248 Lista de Mapas Mapa 1. Distribuição de Rhineuridae nos Estados Unidos ............................... 29 Mapa 2. Distribuição dos morfótipos recentes de Amphisbaenia ..................... 30 Mapa 3. Bacias sedimentares do Estado de Wyoming, Wind River ao centro......... ...................................................................................................... 32 Mapa 4. Localização de Messel, proximidades de Frankfurt ............................ 34 Mapa 5. Formação White River, distribuída entre Eoceno e Oligoceno, Logan County - Colorado ............................................................................................ 37 Mapa 6. Distribuição da Formação John Day................................................... 38 Mapa 7. Vista geral em torno do Vulcão Kisingiri, Grupo Rusinga ................... 40 Mapa 8. Margens do Mar Mediterrâneo, mostrando a Bacia Vallès-Penedès.. 42 Mapa 9. Ocorrências do Grupo Ocala, Estado da Flórida ................................ 44 Mapa 10. Localização de Lagoa Santa ............................................................ 46 Mapa 11. Geologia e Geomorfologia de Lagoa Santa ..................................... 47 Mapa 12. Reconstituição paleogeográfica do Cretáceo Inferior .................... 177 Mapa 13. Reconstituição paleogeográfica do Cretáceo Superior.................. 178 Mapa 14. Reconstituição paleogeográfica do Pleistoceno ............................ 178 Lista de Quadros Quadro 1. Relação entre morfótipos fósseis, suas idades e locais de ocorrência......................................................................................................... 26 Quadro 2. Áreas de ocorrência e táxons utilizados na análise de Parcimônia de Brooks ............................................................................................................ 173 Quadro 3.1.1. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de A até G (Sphenodon punctatus basal), caracteres de 1 até 40 .................................................................................... 195 XIII Quadro 3.1.2. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de H até V, caracteres de 1 até 40 ................ 196 Quadro 3.2.1. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de A até G (Sphenodon punctatus basal), caracteres de 41 até 80 .................................................................................. 197 Quadro 3.2.2. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de H até V, caracteres de 41 até 80. ............ 198 Quadro 3.3.1. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de A até G (Sphenodon punctatus basal), caracteres de 81 até 120 ................................................................................ 199 Quadro 3.3.2. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de H até V, caracteres de 81 até 120 ............ 200 Quadro 3.4.1. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de A até G (Sphenodon punctatus basal), caracteres de 121 até 162. ............................................................................. 201 Quadro 3.4.2. Matriz binária modificada de Kearney (2003) e Hembree (2007), com base na literatura, táxons de H até V, caracteres de 121 até 162 .......... 202 Quadro 4. Matriz binária modificada para Parcimônia de Brooks Primária .... 203 Quadro 5. Matriz binária modificada para Parcimônia de Brooks Secundária. Áreas com táxons pertencentes a grupos não monofiléticos e politomizados foram replicadas ............................................................................................. 204 XIV SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17 1.1. CARACTERIZAÇÃO DE AMPHISBAENIA .......................................................... 17 1.2. ADAPTAÇÔES PARA VIDA FOSSORIAL .......................................................... 17 1.2.1. Características para a escavação presente nos morfótipos recentes .............. 18 1.2.2. Características para a locomoção dos morfótipos recentes de anfisbênias ...... 22 1.3. FILOGENIA DO GRUPO .................................................................................... 23 1.3.1. Origem do grupo Amphisbaenia e sua problemática filogenética ..................... 23 1.3.2. Posicionamento filogenético dos morfótipos fósseis ........................................ 24 1.3.3. Posicionamento filogenético dos morfótipos fósseis recentes .......................... 27 1.4. BIOGEOGRAFIA ................................................................................................ 28 1.4.1. Distribuição paleobiogeografica dos morfótipos fósseis de Amphisbaenia ....... 28 1.4.2. Distribuição biogeografica dos morfótipos recentes de Amphisbaenia ............. 29 1.5. ASPECTOS GEOLÓGICOS ............................................................................... 31 1.5.1. Grupo Wind River ............................................................................................ 31 1.5.2. Messel ............................................................................................................. 33 1.5.3. Grupo White River ........................................................................................... 34 1.5.4. Formação John Day ......................................................................................... 37 1.5.5. Grupo Rusinga ................................................................................................. 39 1.5.6. Vallès-Penedès ................................................................................................ 41 1.5.7. Grupo Ocala .................................................................................................... 43 1.5.8. Lagoa Santa .................................................................................................... 45 2. OBJETIVOS ........................................................................................................... 48 3. METERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 48 XV 3.1. CARACTERÍSTICAS GERAIS E DESCRIÇÃO DO GRUPO AMPHISBAENIA ... 48 3.2. LISTA DE CARACTERES ................................................................................... 48 3.3. ANÁLISE FILOGENÉTICA .................................................................................. 49 3.3.1. ANÁLISE DE PARCIMÔNIA DE BROOKS ...................................................... 50 4. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................. 52 4.1. LISTA DE CARACTERES ................................................................................... 52 4.1.1. ANATOMIA DOS TECIDOS NÃO RESISTENTES ........................................... 52 4.1.2. OSTEOLOGIA DO CRÂNIO ............................................................................ 67 4.1.3. DENTIÇÃO E MANDÍBULA ............................................................................ 126 4.1.4. ELEMENTOS PÓS-CRANIANOS ................................................................... 140 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................ 155 5.1. FILOGENIA DE AMPHISBAENIA ...................................................................... 155 5.1.1. Clado Amphisbaenia ....................................................................................... 159 5.1.2. Clado Bipedidae .............................................................................................. 159 5.1.3. Clado I ............................................................................................................ 160 5.1.4. Clado Blanidae................................................................................................ 160 5.1.5. Clado II ........................................................................................................... 161 5.1.5.1. Blanus mendezi ........................................................................................... 161 5.1.6. Clado III .......................................................................................................... 162 5.1.7. Clado Trogonophidae...................................................................................... 163 5.1.8. Clado IV .......................................................................................................... 164 5.1.9. Clado Amphisbaenidae ................................................................................... 164 5.1.9.1. Amphisbaena braestrupi e A. laurenti .......................................................... 165 5.1.9.2. Cadea blanoides .......................................................................................... 166 XVI 5.1.10. Clado Rhineuroidea ...................................................................................... 167 5.1.11. Clado Rhineuridae ........................................................................................ 167 5.1.12. Táxon não-anfisbênio .................................................................................... 169 5.1.12.1. Cryptolacerta hassiaca ............................................................................... 169 5.2. PALEOECOLOGIA ............................................................................................ 171 5.3. PALEOBIOGEOGRAFIA .................................................................................... 171 5.3.1. Análise de Parcimônia de Brooks ................................................................... 172 5.3.1.1. Possível dispersão de Amphisbaenidae de crânio generalizado .................. 176 5.3.1.2. Possível dispersão de Rhineuridae .............................................................. 178 6. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 180 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 183 8. APÊNDICES ......................................................................................................... 195 17 1. INTRODUÇÃO 1.1. CARACTERIZAÇÃO DE AMPHISBAENIA Amphisbaenia é um importante grupo de amniotas reptilianos, providos de corpo cilíndrico e alongado, desprovidos de membros, com a exceção da Família Bipedidae, que possuem os anteriores desenvolvidos (GANS 1968, 1978). Conforme Gans (1975), redução ou perda total dos membros em Amphisbaenia está intrinsecamente associada com alongamento do corpo e redução de seu diâmetro, em relação ao comprimento total, o que facilita sua passagem por locais estreitos. O nome é de origem grega (“amphi”, duplo; “baen”, caminhar), que significa “caminhar em ambas as direções”, devido à mobilidade de o animal deslocar-se para frente e para trás dentro de suas galerias (CAMERON & GANS, 1977). São ainda pouco estudados modernamente, devido à dificuldade de coleta e observação em seu habitat natural. Muitos aspectos de seus comportamentos são desconhecidos (NAVEGA-GONÇALVES & SOUZA, 2003). 1.2. ADAPTAÇÕES PARA VIDA FOSSORIAL O estudo de locomoção e escavação dos morfótipos recentes de anfisbênios é importante para inferir a Paleoecologia dos equivalentes fósseis, uma vez que compartilham inúmeras características morfológicas com os recentes. 18 1.2.1. Características para a escavação presentes nos morfótipos recentes Amphisbaenia são totalmente subterrâneos e alguns dos poucos répteis verdadeiramente escavadores / fossoriais. Vivem em sistemas de túneis construídos por eles mesmos, o que os diferencia dos demais amniotas reptilianos, que se aproveitam de pré-existentes (GANS 1969, 1974). Seus túneis são confeccionados através da compactação de solo, o que também os diferencia dos demais escavadores / fossoriais, que constroem galerias, transportando para fora o material pedológico escavado (GANS 1968, 1969). Para o uso deste método requerem grandes modificações morfológicas, tais como crânio, articulações, musculatura, tegumento e escamas especializadas para o hábito escavador (GANS, 1974; 1978). O crânio é robusto, formado por placas ósseas rígidas com ligações interdigitais na região frontal, podendo ser sobrepostas, o que lhes dá maior adesão e resistência contra impactos. Sobre o crânio há escudos (escamas modificadas) fortemente aderidos a ele (GILMORE, 1928; ZANGERL, 1944; GANS, 1974; 1978). O mecanismo de escavação está intrinsecamente associado à morfologia da região rostral (focinho). Em geral existem três tipos (Figura 1): arredondado, em forma de quilha vertical e lembrando uma pá horizontal (GANS 1969, 1974) No entanto, alguns autores consideram a presença de um quarto tipo, denominado de “espada” ou “espátula”, atribuído à Família Trogonophidae (Figura 2) (GANS 1960). Os morfótipos com focinho arredondado escavam forçando a cabeça contra o substrato, compactando-o (GANS 1969, 1974). São considerados menos especializados, e vivem próximos à superfície, porém sua distribuição geográfica é bastante ampla em comparação às espécies mais especializadas (ver Mapa 2 em 1.4. Biogeografia) (GANS, 1990; VIDAL et al., 2008). As espécies com focinho em forma de quilha escavam penetrando a cabeça no substrato, e forçando-a lateralmente, de forma a compactar o solo nas laterais com as regiões cefálica e cervical. São amniotas reptilianos considerados bastante especializados para escavação, e por suas adaptações vivem em significativa profundidade (GANS 1969, 1974, 1990). Um exemplo de morfótipo com focinho em forma de quilha é Anops kingii, espécie de ocorrência no Sul do Brasil. Sua escama rostral é bastante desenvolvida, 19 de forma arqueada, com a extremidade cortante, que segue até a altura dos olhos do animal, constituindo um focinho semelhante a uma quilha. As escamas que sucedem à escama rostral possuem formato poligonal, ocasionalmente sendo fundidas, diminuindo o atrito contra o substrato (VANZOLINI, 1999). Espécies com focinho em forma de pá escavam penetrando a cabeça no substrato, e compactando-o contra o teto do túnel. Possuem escudos cranianos modificados, dispostos seguindo um padrão triangular, o que garante melhor penetração e deslocamento do substrato com menor atrito (GANS 1969, 1974; 1978; KEARNEY, 2003). Estes morfótipos também são considerados bastante especializados, e vivem em maiores profundidades (VIDAL et al., 2008). Um exemplo de focinho em forma de pá é Leposternon microcephalum, espécie de ocorrência no Brasil, principalmente na região Sudeste. Seu crânio é compacto, devido aos ossos nasais serem reduzidos. Ocorre fusão dos elementos ósseos cefálicos, sendo assim seu focinho é semelhante a uma “pá”, suas narinas são ventrais, e sua boca reduzida (GANS, 1971). Em Trogonophidae ocorrem modificações da cabeça, que variam desde uma forma mais ou menos arredondada até mais especializada, que escavam com movimentos giratórios da região cefálica (GANS 1960; 1974; KEARNEY, 2003). Outra modificação associada à escavação pode ser vista no tegumento dos morfótipos recentes. A pele é arranjada em uma série de anéis ao longo do corpo, formados por escamas retangulares e menores na face dorsal (GANS 1969, 1974). Ocorre afrouxamento entre o tegumento e a musculatura, permitindo que a pele deslize com maior facilidade pelo corpo do animal, diminuindo o atrito com o solo durante a locomoção dentro do túnel (GANS 1974, 1978). Outra característica marcante é a capacidade de prolongar seu corpo, semelhante a uma “sanfona”, pois entre seus anéis existem suturas flexíveis, com a atuação de músculos tegumentares (GANS, 1978). A disposição das escamas ao longo dos anéis é invariavelmente lisa, de forma que o animal se locomova para ambos os lados, sem que haja atrito com o substrato (GANS, 1974). Para se enterrar é necessário perfurar o solo, e para isto existem vários métodos aplicados pelas anfisbênias, como procurar a borda de uma rocha, servindo como ponto de apoio para tracionar a força necessária para a penetração no solo (GANS, 1974). 20 Alguns morfótipos aproveitam fissuras no substrato, fazendo movimentos alternados, resultando na penetração. Espécies do gênero Bipes utilizam os membros anteriores para penetrar no solo, e quando dentro do substrato utilizam o crânio para escavação do túnel (GANS, 1969). Seria esperado encontrar icnofósseis de túneis elaborados por Amphisbaenia, uma vez que são animais exclusivamente fossoriais, porém ainda não há registros na literatura até o momento. Esta ausência poderia estar relacionada com processos erosivos, o que não se sustenta, uma vez que existem icnofósseis de outros vertebrados fossoriais. Provavelmente não foi dada maior atenção para o grupo em questão, ou mesmo desconhecimento para diagnosticar icnofósseis de Amphisbaenia. O que seria uma sugestão para trabalhos futuros. 21 Figura 1. Representação dos três tipos de região cefálica. (A) vista dorsal, (B) vista lateral, (C) vista ventral. (1) Região cefálica arredondada (Amphisbaena mertensi). (2) Região cefálica em forma de pá (Leposternon microcephalum). (3) Região cefálica em forma de quilha (Anops kingii) (modificado de Navega-Gonçalves, 2004). 22 Figura 2. Representação da região cefálica em forma de espátula de Agamodon anguliceps (Trogonophidae). (A) vista dorsal. (B) vista lateral. (C) vista ventral (modificado de Gans, 1960). 1.2.2. Características para a locomoção dos morfótipos recentes de anfisbênias As anfisbenas possuem três maneiras descritas para locomoção. A primeira é conhecida como “locomoção retilínea”, forçando a musculatura para baixo e atrás, fazendo com que suas escamas ventrais se aglomerem e fiquem sobrepostas, criando uma região de apoio. Desta maneira cria várias regiões de apoio alternando- as, avançando seu corpo para frente (GANS 1962 b, 1974). A segunda é conhecida como “locomoção em concertina”, a mais utilizada para o deslocamento em túneis. O animal contrai o corpo na extremidade posterior, fazendo com que o substrato seja forçado para baixo e atrás, aumentando a tração devido ao atrito, assim sustentando seu corpo na região estacionária. O animal avança a cabeça sem tocar no substrato, porém antes de perder a estabilidade a parte anterior toca no substrato, formando uma nova região estacionária, dando suporte para que a porção posterior seja deslocada para frente, assim mantendo um ciclo semelhante a uma “sanfona” (GANS 1962b, 1974, 1978). A terceira é conhecida como “locomoção por ondulação lateral”, ou “serpentiforme”, utilizada quando o animal está sobre a superfície. Às vezes é associada com a locomoção em concertina. Dá-se através de impulsos alternados para esquerda e direita, posicionando partes de seu corpo alongado sobre objetos no substrato, fazendo-os como “ponto de apoio”, como galhos, rochas, de forma que se desloque para frente. Para manter um movimento contínuo necessita de no 23 mínimo três objetos de lados opostos ao animal, pois é considerado impossível o animal deslizar apoiando-se em apenas um objeto (GANS 1962 b, 1974). 1.3. FILOGENIA DO GRUPO 1.3.1. Origem do grupo Amphisbaenia e sua problemática filogenética Sua origem tem sido consideravelmente discutida. Para Gans (1990), Amphisbaenia poderia ter surgido na região do Mediterrâneo durante o Jurássico, e se disperso por Arábia, América do Norte, África e por fim América do Sul, quando ainda ligada com África. Kearney (2003) concordou em parte com esta proposta, e inferiu que a ausência de fósseis em África e América do Sul poderia ter sido causada por algum evento paleobiogeográfico durante Jurássico e Cretáceo, mas imaginou uma origem durante o Neo-Triássico. Esta última hipótese pode ser fortalecida com a análise molecular de Macey et al. (2004), os quais consideraram os grupos laurasianos de Amphisbaenia como basais, e os gondwânicos como derivados. Bem como o trabalho de Paleobiogeografia de Hembree (2006), o que implicaria em uma origem para o grupo antes da separação da Pangea. Berman (1973) faz um comentário sobre um fóssil de Oligodontosauridae (Figura 36 em Apêndices), representado pela região anterior da mandíbula, do Paleoceno, sendo este o mais antigo registro para o grupo. Observa que não ocorre a presença de material fóssil bem preservado antes do início do Eoceno. Entretanto afirma que no início da Era Cenozóica os Amphisbaenia Rhineuridae eram escavadores especializados, não diferindo muito dos morfótipos recentes (Figura 54 em Apêndices). Supõe ainda que a origem dos Amphisbaenia seria anterior à Era Cenozóica, provavelmente durante o Cretáceo, embora a princípio não se conheçam fósseis deste período. Esta mesma hipótese é fortalecida no trabalho de Vidal et al. (2008), o qual abordou a dispersão paleobiogeográfica do grupo com base em análise de filogenia molecular. Conclui que uma cladogênese teria ocorrido durante o Neo-Cretáceo. 24 Berman (1973) considera a Família Rhineuridae como primitiva, em vista destes possuírem o mais antigo registro fóssil. No entanto Bipedidae, um grupo recente, é usualmente classificado como primitivo, devido às importantes evidências morfológicas, tais como presença de cintura escapular e membros anteriores. Entretanto não há registros fósseis seguros, pois até o momento não foram encontrados fósseis atribuídos a Bipedidae (ESTES, 1983). Nas análises filogenéticas de Kearney (2003) e Hembree (2007), Rhineuridae está no ramo mais derivado, o que é incongruente com o registro fóssil. De outro modo, as análises filogenéticas moleculares de Macey et al. (2004), Vidal & Hedges (2005) e Vidal et al. (2008), apontaram Rhineuridae como grupo basal. Assim o crânio dos rineuridos, com marcantes modificações, é tido como uma convergência adaptativa. Kearney (2003) afirma que, se for encontrado um exemplar fóssil de Rhineuridae, com presença de cintura pélvica / escapular, este seria considerado o mais basal entre os Amphisbaenia. De qualquer maneira a origem dos anfisbênios permanece obscura. 1.3.2. Posicionamento filogenético dos morfótipos fósseis Duas famílias foram reconhecidas por Estes (1983), apenas com registros fósseis: Oligodontosauridae do Paleoceno, Hyporhinidae do Oligoceno. Esta última família é associada aos demais morfótipos de Rhineuridae extintos, todos encontrados na América do Norte (Quadro 1). Os rineuridos apresentam apenas um representante moderno, encontrado na Flórida (TAYLOR, 1951; VANZOLINI, 1951; BERMAN, 1973, ESTES, 1975). O holótipo de Crythiosaurus mongoliensis inicialmente foi considerado por Gilmore (1943) como Amphisbaenia. No entanto a análise de Kearney (2003) confirma a hipótese de Estes (1983), que considerou este morfótipo pertencente ao grupo dos ofídios. Wu et al. (1993) descrevem dois materiais, nomeados Sineoamphisbaena hexatabularis (figuras 51, 52 e 53 em Apêndices), táxon considerado por eles como Amphisbaenia, datados do Neo-Cretáceo da Mongólia, os quais compartilham características de anfisbênios estabelecidas por Gans (1978). Entretanto Kearney 25 (2003b) considera esta proposta inválida, inferindo uma relação mais próxima destes espécimens com Macrocephalosauridae, um grupo de lacertiformes próximo de Teiidae. No quadro 1 podem ser observados todos os fósseis de Amphisbaenia abordados nesta Dissertação de Mestrado, organizados pela Idade a partir do Paleoceno (mais antigo). 26 Idade Andar Fóssil Estratigrafia Localização Geológica Referências Pleistoceno neo-Pleistoceno Amphisbaena braestrupi Lagoa Santa Minas Gerais - Brasil Gans & Montero (1998) Amphisbaena laurenti Rhineura floridana Crystal River Formation Levy County - Flórida Holman (1959) Plioceno Sem registro fóssil conhecido até o momento. Mioceno neo-Mioceno Blanus mendezi Bacia Vallès- Penedès Hostalets de Pierola - Península Ibérica Bolet et al. (2014) eo-Mioceno Listromycter leakeyi Formação Kulu Ilha Rusinga, Lago Victória - Kênia Charig & Gans (1990) Dyticonastis rensbergeri Formação John Day Crescent quadrangle - Oregon Berman (1976) Oligoceno neo-Oligoceno Hyporhina antiqua Formação White River Shannon County - Dakota do Sul Taylor (1951) Rhineura hatcherii Logan County - Colorado meso-Oligoceno Sioux County - Nebraska Hyporhina galbreathi Logan County - Colorado Rhineura amblyceps Rhineura hibbardi Rhineura wilsoni eo-Oligoceno Hyporhina tertia Freemont County - Wyoming Berman (1972) Spathorhyncus natronicus Natrona County - Wyoming Berman (1977) Eoceno meso-Eoceno Cryptolacerta hassiaca Formação Messel Messel Pit, Hesse - Alemanha Müller et al. (2011) Ototriton solidus Formação Wind River Big horn County - Wyoming Gilmore (1928) Jepsibaenia minor Natrona County - Wyoming Gilmore & Jepsen (1945) Spathorhyncus fossorium Berman (1973) Paleoceno neo-Paleoceno Oligodontosaurus wyomingensis Formação Fort Union Park County - Wyoming Estes (1975) Quadro 1. Relação entre morfótipos fósseis, suas idades e locais de ocorrência. 27 1.3.3. Posicionamento filogenético dos morfótipos recentes O posicionamento filogenético de Amphisbaenia tem sido amplamente discutido através de duas abordagens. A primeira é morfológica / anatômica (ESTES et al., 1988; LEE, 1998; KEARNEY, 2003), a segunda através de Biologia Molecular (MACEY et al., 2004; KEARNEY & STUART, 2004; VIDAL et al., 2008). Segundo Gans (2005) há 190 espécies recentes conhecidas, divididas em 4 famílias: 1) Amphisbaenidae com 18 gêneros e cerca de 178 espécies; 2) Bipedidae com 1 gênero e 3 espécies; 3) Rhineuridae com uma espécie recente; 4) Trogonophidae com 4 gêneros e 8 espécies. Porém Kearney (2003) e Vidal et al. (2008) propõem duas outras famílias: Blanidae com 6 espécies; Cadeidae com duas espécies. Estes morfótipos previamente pertenciam à Família Amphisbaenidae. Mott & Vieites (2009) propuseram Leposternon (Figura 82 em Apêndices) como sinônimo de Amphisbaena (Figura 61 em Apêndices). Para Ribeiro et al. (2011) o gênero foi revalidado em um grupo parafilético a Amphisbaena, agrupando novamente todos os morfótipos de Leposternon, incluindo o novo morfótipo descrito em seu trabalho. Amphisbaenia é alocada à Ordem Squamata, por possuírem hemipênis, dente para romper e sair do ovo, cloaca transversal e tegumento coberto de escamas (GANS, 1978). Por assemelharem-se a ofídios e lacertiformes, seu posicionamento sistemático foi amplamente discutido. Rage (1982) classifica-as como serpentes; Bonaparte (1845), Cope (1864) e Vanzolini (1951) como lacertiformes; Gray (1944), Taylor (1951) e Gans (1978) classificaram as anfisbênias no âmbito de uma subordem separada, na qual ainda são mantidas. Os Amphisbaenia possuem características peculiares como, por exemplo, presença de um dente radiano pré-maxilar largo, crânio extremamente reforçado e acinético, com alargamento do estribo e extra-columela alongada, a qual percorre por um sulco lateral do osso quadrado até a mandíbula. Estas e outras características dão suporte para uma subordem separada, mas sua ancestralidade é incerta (ZANGERL, 1944; GANS 1960, 1978). 28 Segundo Carroll (1988) não foi estabelecida uma relação concreta entre anfisbênios com lacertiformes. Entretanto sua anatomia converge com fósseis mesozóicos, o que demonstra um provável ancestral em comum acima do nível eolacertiformes, o que presente Trabalho concorda. 1.4. BIOGEOGRAFIA 1.4.1. Distribuição paleobiogeografica dos morfótipos fósseis de Amphisbaenia Segundo Estes (1983), os fósseis de anfisbênios são geograficamente restritos, predominantemente encontrados nos Estados Unidos, em quantidade relativamente escassa. A maior parte está relacionada à Família Rhineuridae (Mapa 1). No entanto novas descobertas paleontológicas têm sido realizadas na Europa, América do Sul e África (CHARIG & GANS, 1990; SCANFERLA, 2006; AGNOLIN & JOFRÉ, 2011; AUGÉ, 2012; BOLET et al., 2014). Isto colabora para estudos referentes à origem do grupo, bem como à sua Paleobiogeografia, incluindo padrões de geodispersão e vicariância entre os continentes (HEMBREE, 2006). Mas o grande problema é que alguns morfótipos estão muito pouco preservados, o que dificulta uma análise filogenética apropriada, por conta dos “missing data”, portanto não enfocadas nesta Dissertação de Mestrado. Hembree (2006) propôs duas abordagens paleobiogeográficas. A primeira com base na análise morfológica de Kearney (2003), onde a dispersão paleobiogeográfica teria ocorrido em vários momentos no âmbito de áreas biogeográficas dentro da Pangea. A segunda abordagem está pautada na análise molecular de Kearney & Stuart (2004) e Macey et al. (2004) onde, por sua vez, teriam ocorrido genericamente duas grandes regiões biogeográficas para anfisbênias, sendo a primeira delas composta pela África, Oeste Asiático e América do Norte, a segunda constituída pela América do Sul. 29 Mapa 1. Distribuição de Rhineuridae nos Estados Unidos (modificado de Hembree, 2007). 1.4.2. Distribuição biogeografica dos morfótipos recentes de Amphisbaenia Segundo Gans (2005), a distribuição das 4 famílias conhecidas de Amphisbaenia ocorre da seguinte maneira: 1) Amphisbaenidae distribuídos na África, Caribe, Américas Central e do Sul; 2) Bipedidae distribuídos no México; 3) Rhineuridae restritos aos Estados Unidos; 4) Trogonophidae ocorrem no Oriente Médio e África. Considerando a nova abordagem de duas outras famílias, propostas por Kearney (2003) e Vidal et al. (2008), a distribuição de Blanidae seria em Portugal e Noroeste da África. Cadeidae por sua vez ocorre no Caribe (Mapa 2). Aparentemente os Amphisbaenia são limitados às regiões subtropicais e tropicais, o que constitui importante informação para abordagens paleoecológicas 30 (Mapa 2). No entanto umidade parece não influenciar na distribuição das espécies, de modo que podem ser encontradas em regiões semiáridas como Somália, República Sul-Africana, bem como Norte do Peru, o que é importante para uma abordagem paleobiogeográfica (GANS, 1990). Mapa 2. Distribuição dos morfótipos recentes de Amphisbaenia. Cada letra representa o tipo de crânio: A) arredondado; B) pá; C) quilha; D) espátula (modificado de Kearney, 2003). 31 1.5. ASPECTOS GEOLÓGICOS Os aspectos geológicos foram abordados a partir das informações contidas nos trabalhos de descrição dos morfótipos fósseis, os quais em sua maioria não possuem maiores detalhes dos locais. Abaixo foram subdivididos por unidade geológica em que ocorrem, organizados de acordo com a idade. 1.5.1. Grupo Wind River Idade: neo-Paleoceno. Formação: Fort Union. Local: Park County - Wyoming. Fóssil: Oligodontosaurus wyomingensis. Idade: meso-Eoceno. Formação: Wind River Local 1: Natrona County - Wyoming. Fósseis: Jepsibaenia minor e Spathorhyncus fossorium. Local 2: Big Horn County - Wyoming. Fóssil: Ototriton solidus Características Segundo Seeland (1978), durante a Era Cenozóica o Grupo Wind River (Mapa 3) era predominantemente formado por depósitos lacustres, aluvionares e vulcânicos. É subdividido nas formações Fort Union (Paleoceno), Indian Meadows (eo-Eoceno) e Wind River (meso-Eoceno). De acordo com Seeland (1978), a parte inferior da Formação Fort Union caracteriza-se por depósitos clásticos transportados das planícies adjacentes. Sua porção superior é composta por folhelhos, siltitos, argilitos e arenitos, oriundos do Grande Lago Waltman, durante o neo-Paleoceno. 32 A Formação Indian Meadows é composta por conglomerados erodidos de depósitos mesozóicos, níveis de argilitos e siltitos com tonalidades avermelhadas cinzas (SEELAND, 1978). Durante o eo-Eoceno ocorreu um grande soerguimento ao longo das margens desta bacia, com grande acúmulo de conglomerados na Formação Indian Meadows. As drenagens internas da bacia seriam resultado de uma falha tectônica ao longo do Arco Casper, ao Sul das montanhas Big Horn e Owl Creek, bloqueando então o fluxo fluvial da parte Oeste. A erosão das montanhas Big Horn e Owl Creek resultou na Formação Wind River, por meio de deposições lacustres e aluvionares. Sua litologia é bastante semelhante à Formação Indian Meadows, com conglomerados, siltitos e argilitos (SEELAND, 1978). De acordo com Love (1970) e Seeland (1978), o processo de soerguimento se estabilizou durante o Eoceno. Em Oligoceno, Mioceno e Plioceno ocorreu predominantemente deposição vulcânica, e posteriormente a bacia foi sepultada. À partir das glaciações, até o presente, esta bacia tem sido erodida. Mapa 3. Bacias sedimentares do Estado de Wyoming, Wind River ao centro (retirado de Seeland, 1978). 33 1.5.2. Messel Idade: meso-Eoceno. Formação: Messel. Local: Messel Pit, Hesse - Alemanha Fóssil: Cryptolacerta hassiaca. Características De acordo com Gunnell (2001), Messel é um dos mais importantes sítios paleontológicos do mundo, declarado Patrimônio Natural do Mundo pela UNESCO em 1995. O local era explorado através de uma mina de folhelho betuminoso, situada próxima de Frankfurt, na Alemanha (Mapa 4). Na Formação Messel é bastante comum encontrar fósseis articulados de peixes, anuros, testudinos, lacertiformes, ofídios, crocodylomorfos, aves e mamíferos, os quais viviam em ambiente florestal. Os fósseis são normalmente encontrados em meio aos folhelhos, formados a partir de deposição de um antigo lago, durante o meso-Eoceno (GUNNELL, 2001). Segundo Gunnell (2001), o lago teria menos de 1 km² de diâmetro, com mais de 10 m de profundidade. Esta metragem foi considerada devido à tafonomia dos fósseis, pois seria necessária pelo menos esta profundidade da coluna de água para que o animal afogado não fosse capaz de inflar e voltar à superfície. Gunnell (2001) afirma que sua origem ainda não é clara. Uma das hipóteses é que o Lago Messel teria surgido a partir de uma ruptura tectônica no rifteamento do Vale Oberrheingraben, ou mesmo formado pela atividade vulcânica, devido a presença de rochas ígneas nas proximidades. O clima era subtropical, devido à presença de palmeiras e crocodylomorfos (GUNNELL, 2001). Müller et al. (2011) descreveram o holótipo de Cryptolacerta hassiaca (figuras 18 e 19 em Apêndices), um lacertiforme oriundo da Formação Messel. Este animal possui morfologia para vida fossorial, possivelmente vivendo em meio às raízes na floresta que existia durante o meso-Eoceno. No entanto seu esqueleto se apresenta bastante fragmentado. 34 Mapa 4. Localização de Messel, proximidades de Frankfurt (retirado de Gunnell 2001). 1.5.3. Grupo White River Idade: eo-Oligoceno. Formação: White River. Local 1: Natrona County - Wyoming. Fósseis: Spathorhyncus natronicus. Local 2: Freemont County - Wyoming. Fóssil: Hyporhina tertia. Idade: meso-Oligoceno. Formação: White River. Local 1: Logan County - Colorado. Fósseis: Rhineura wilsoni, Rhineura amblyceps, Rhineura hatcherii e Hyporhina galbreathi. Local 2: Sioux County - Nebraska. Fóssil: Rhineura hatcherii. 35 Idade: neo-Oligoceno. Formação: White River. Local 1: Logan County - Colorado. Fóssil: Rhineura hatcherii. Local 2: Shannon County - Dakota do Sul. Fóssil: Hyporhina antiqua. Características O Grupo White River se expõe em uma área de 400.000 km², se estendendo pelos estados do Wyoming, Nebraska, Dakota do Sul e Colorado. Sua litologia é caracterizada por depósitos aluvionares, arenitos e conglomerados de origem erosiva, além de clastos vulcânicos finos, causados por forte atividade vulcânica entre neo-Eoceno e eo-Oligoceno no Colorado (Mapa 5) (EVANOFF et al., 1992; LARSON & EVANOFF, 1998; HEMBREE & HASIOTIS, 2007). A deposição de material vulcânico é maior de Leste para Oeste, e estima-se ter mais de 25.000 km³. Larson & Evanoff (1998) identificaram 25 unidades de tufos vulcânicos, com uma amplitude de 36 até 30 ma. A área Nordeste do Colorado foi dividida em três membros (GALBREATH, 1953): 1) em Cedar Creek ocorrem arenitos de granulação fina, de cores rosa ao vermelho, seguidos de siltitos rosas intercalados com siltitos maciços e longas lentes de arenitos de granulação grossa, em seguida siltitos e arenitos avermelhados, seguidos por siltitos maciços; 2) o Membro Vista apresenta uma base de calcários, seguidos de siltitos erodidos; 3) Horsetail Creek compõe-se de siltitos maciços, que fazem contato com rochas do Cretáceo através de um hiato deposicional. 36 Segundo Evanoff et al. (1992), em Douglas o Grupo White River foi dividido em 2 formações: 1) Chadron = sua base é constituída principalmente por lamitos de cores verde para marrom, seguidos de siltitos argilosos e lamitos de coloração marrom, sucedidos de finas camadas de arenitos e folhelhos; 2) Brule = possui a base composta por lamitos nodulares de coloração marrom, seguidos por uma extensa camada de siltitos arenosos, sucedida por uma pequena faixa de arenitos e conglomerados. De acordo com Larson & Evanoff (1998) ocorrem camadas com inconformidades de siltitos, lamitos ricos em clastos vulcânicos e tufos vulcânicos no Grupo White River, o que dificultou correlações estratigráficas entre diferentes sessões. Prothero (1985) utilizou o Método de Magnetoestratigrafia na tentativa de fazer tais correlações. Sua abordagem também foi importante para datar as formações, e concluiu que o limite Eoceno / Oligoceno situa-se em 36.5 ma. O limite Oligoceno / Mioceno ocorre em 24 ma. O Grupo White River possui a mais rica assembleia fóssil de vertebrados do limite Eoceno / Oligoceno da América do Norte (EVANOFF et al., 1992), e torna-se fundamental para o estudo de morfótipos fósseis de Amphisbaenia. 37 Mapa 5. Formação White River, distribuída entre Eoceno e Oligoceno, Logan County - Colorado (retirado de Hembree & Hasiotis, 2007). 1.5.4. Formação John Day Idade: neo-Oligoceno e eo-Mioceno. Formação: John Day. Membro: Turtle Cove. Local: Crescent Quadrangle - Oregon. Fóssil: Dyticonastis rensbergeri. Características Segundo Albright et al. (2008) e Dillhoff et al. (2009), o Vale John Day (Mapa 6) possui sequência estratigráfica completa entre meso-Eoceno até neo-Mioceno, com idades entre 47 até 7 ma, constituídos por andesíticas, dacíticas, tufos, cinzas vulcânicas (HUNT & STEPLETON, 2004). De acordo com Hunt & Stepleton (2004) ocorrem zeólitos e deposição de grânulos finos a partir de tufos, geralmente de coloração amarelada, podendo ser intercalada com cinza. Fisher & Rensberger (1972) dividiram a Formação John Day em quarto membros: Big Basin, Turtle Cove, Kimberly, Haystack. 38 O clima era subtropical para temperado quente, a chuva seria responsável por transporte e deposição de cinza vulcânica (HUNT & STEPLETON, 2004). De acordo com Berman (1976), Dyticonastis rensbergeri (Figura 21 em Apêndices) foi encontrado em Turtle Cove. Este membro por sua vez é predominantemente formada por paleo-solos, tufos vulcânicos e argilitos de coloração verde acinzentada (HUNT & STEPLETON, 2004; ALBRIGHT et al., 2008; DILLHOFF et al.,2009). Mapa 6. Distribuição da Formação John Day (retirado de Coombs et al., 2001). 39 1.5.5. Grupo Rusinga Idade: eo-Mioceno. Formação: Kulu. Local: Ilha Rusinga, Lago Victória - Kênya. Fóssil: Listromycter leakeyi. Características Segundo Bestland (1991), o Grupo Rusinga é dividido nas formações Hiwegi e Kulu (Mapa 7). A primeira é rica em tufos vulcânicos de cor avermelhada, e Biotita. Ocorriam planícies com rios anastomosados em torno do Vulcão Kisingiri, responsáveis pela sedimentação de material erodido (BESTLAND, 1991). De acordo com Peppe et al. (2009), a Formação Kulu se formou durante o eo- Mioceno, durante inatividade vulcânica responsável pela formação dos grupos Rusinga e Kisigiri. Para Bestland (1991), Kulu consiste em depósitos lacustres e deltáicos, subdivididos em 3 seções litoestratigráficas. A primeira é composta por tufos vulcânicos, siltitos laminados e conglomerados, a segunda por brechas constituídas por conglomerados e arenitos vulcanoclásticos, e a terceira por arenitos. A Formação Kulu foi depositada em duas bacias lacustres de forma alongada (BESTLAND, 1991). De acordo com Peppe et al. (2009), as primeiras camadas de siltitos são de colorações amarela castanha para marrom alaranjada, podendo ocorrer estratificações cruzadas. Ocorrem “bone beds”, podendo ser predominantemente formados por matrizes de Calcita ou Feldspato. Peppe et al. (op. cit.) associam esta composição com saturação alcalina de lagoas em deserto. Os folhelhos são interrompidos por conglomerados com seixos de forma bastante arredondada, o que indica grande transporte. Mais acima ocorrem clastos com até 5 metros de diâmetro, seguidos por conglomerados de seixos. Os clastos aqui presentes possuem imbricações que indicam o sentido do fluxo de lava, de Sudeste para Noroeste. Estes clastos são comumente encontrados na Formação Hiwegi (PEPPE et al., 2009). 40 Mapa 7. Vista geral em torno do Vulcão Kisingiri, Grupo Rusinga em preto (retirado de Bestland 1991). 41 1.5.6. Vallès-Penedès Idade: neo-Mioceno. Bacia: Vallès-Penedès. Local: Abocador de Can Mata, Hostalets de Pierola - Península Ibérica. Fóssil: Blanus mendezi. Características Segundo Garcés et al. (1996), a Bacia Vallès-Penedès consiste em depósitos marinhos progradantes para aluviais, com amplitude cronológica entre Oligoceno e Plioceno (Mapa 8). Durante o neo-Mioceno, esta bacia recebia sedimentos principalmente a Noroeste, através de Olesa-Les, criando depósitos com mais de 300 km² de estensão. Sua composição é principalmente formada por rochas metamórficas paleozóicas, “red beds” mesozóicos e calcários marinhos (GARCÉS et al., 1996). Haviam também leques de conglomerados. Junto de Olesa-Les formaram-se falhas tectônicas ao longo da margem, expondo rochas metamórficas e vulcânicas do Paleozóico. Terrassa-Viladecavalls alimentava esta bacia com lamitos (GARCÉS et al., 1996). Segundo Krijgsman et al. (1996), estes depósitos estão associados à evolução tectônica do Platô Ibérico, resultando em falhas extensionais, transcorrentes e compressionais. Tanto Krijgsman et al. (1996) quanto Garcés et al. (1996) se utilizaram de Magnetoestratigrafia e Bioestratigrafia para datar Vallès-Penedès. De acordo com Krijgsman et al. (1996) seções espanholas apresentam uma dos mais completos registros estratigráficos, datados entre 18 a 6 ma. Segundo Garcés et al. (1996), o neo-Mioceno é compreendido entre 11.1 até 8.7 ma. O holótipo de Blanus mendezi (figuras 15, 16 e 17 em Apêndices) foi encontrado entre as idades meso e neo-Mioceno (Bolet et al., 2014). 42 Mapa 8. Margens do Mar Mediterrâneo, mostrando a Bacia Vallès-Penedès (retirado de Garcés et al., 1996). 43 1.5.7. Grupo Ocala Idade: neo-Pleistoceno. Formação: Crystal River. Local: Levy County - Flórida. Fóssil: Rhineura floridana. Características De acordo com Puri (1957), o Grupo Ocala (Flórida / USA) consiste em depósitos carbonáticos tipicamente cársticos, ricos em fósseis marinhos, subdivididos nas formações Inglis, Williston e Crystal River (Mapa 9). A Formação Inglis possui em sua base dolomitas com tons de cinza e marrom, seguidas de depósitos calcários de colorações creme e cinza. Na sua porção superior ocorrem calcários com cores de creme para castanho. Uma inconformidade separa estes depósitos, o que pode indicar ambiente transicional (PURI, 1957). Segundo Puri (1957) a Formação Williston possui em sua base calcários granulares de coloração creme, seguidos por calcários porosos também de coloração cremosa, que por vezes podem ser cristalinos. Mais acima os calcários são maciços e nodulares. No topo desta unidade geológica os calcários são de colorações creme para castanho. A base da Formação Crystal River é constituída de calcários de coloração creme, seguidos de calcários mais maciços. Mais acima ocorrem calcários de colorações creme para branca, com nódulos cristalinos, seguidos de materiais detríticos cimentados com calcários mais densos (PURI, 1957). De acordo com Puri (1957), acima desta faixa ocorre inconformidade, seguida de argila cinza esverdeada. Acima torna a ocorrer deposição carbonática de coloração marrom clara. A camada superior intercala entre calcários cinza claros e cremes. Acima desta ocorrem calcários de colorações branca para cinza clara, seguidos de calcários mais porosos e nodulares de colorações creme para castanha (PURI, 1957). 44 No topo desta unidade geológica ocorrem depósitos de calcários porosos de coloração creme (PURI, 1957). Com base na Bioestratigrafia, Puri (1957) considerou este grupo datado do neo-Eoceno. Holman (1959) descreveu restos de vértebras de Rhineura floridana na Formação Crystal River, datado por ele do Pleistoceno. Isto ocorreu devido ao retrabalhamento destes fósseis. A passagem de água constrói tubos nos depósitos carbonáticos, e os restos fósseis são transportados por eles, depositando-se em argila mais recente (HOLMAN, 1959). Mapa 9. Ocorrências do Grupo Ocala, Estado da Flórida (retirado de Puri, 1957). 45 1.5.8. Lagoa Santa Idade: neo-Pleistoceno. Bacia: São Francisco. Grupo: Bambuí. Formação: Sete Lagoas. Local: Minas Gerais - Brasil. Fósseis: Amphisbaena braestrupi e Amphisbaena laurenti. Características De acordo com Piló (2000) e Auler et al. (2009) Lagoa Santa se localiza no Estado de Minas Gerais (Mapa 10). A Formação Sete Lagoas é essencialmente formada por dissolução carbonática do Criptozóico, configurada em um sistema cárstico. As sequências possuem variações características, podendo ocorrer calcários bastante maciços. Sua granulometria é bastante fina, geralmente com crescimento de Calcita no interior dos poros. Segundo Parizzi et al. (1998), o sistema cárstico de Lagoa Santa é coberto por metapelito de até 100 metros de espessura. Na base ocorrem calcários ricos em Calcita, predominantemente de colorações amarela para vermelha. Auler et al. (2009) observaram ciclicidade na deposição em Lagoa Santa, com espeleotemas intercalados por fácies ricas em clastos e matriz síltica argilosa com fragmentos fósseis. Entre os espeleotemas é observada uma matriz de coloração marrom escura, caracterizada por vários estágios de Calcita cimentada com silte, Quartzo e calcários. No topo apresenta novamente argila discretamente laminar, de coloração amarela avermelhada. Segundo Parizzi et al. (1998), Lagoa Santa consistia em um vale por onde passava o Córrego Bebedouro. Após deslizamentos o fluxo foi bloqueado, configurando um lago raso (Mapa 11). De acordo com Piló (2000), Lagoa Santa possui um rico registro fóssil do Pleistoceno. Os holótipos de Amphisbaena braestrupi e A. laurenti (figuras 10 e 13 respectivamente em Apêndices) foram encontrados em matriz calcária, com a respectiva idade (GANS & MONTERO, 1998). 46 Mapa 10. Localização de Lagoa Santa (retirado de Auler et al., 2009). 47 Mapa 11. Geologia e Geomorfologia de Lagoa Santa (retirado de Parizzi et al., 2008). 48 2. OBJETIVOS A presente Dissertação de Mestrado tem por finalidade realizar um estudo comparativo entre morfótipos fósseis e recentes de anfisbênios, com base especificamente na osteologia dos crânios. O objetivo final é buscar a formalização de uma proposta filogenética para a evolução do grupo, bem como abordar sua dispersão paleogeográfica e paleoecológica. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1. CARACTERISTICAS GERAIS E DESCRIÇÃO DO GRUPO AMPHISBAENIA Inicialmente foi realizado um amplo levantamento bibliográfico, tratando de morfótipos fósseis e recentes de Amphisbaenia, principalmente com teor descritivo anatômico / morfológico. Dados como a relação de sua morfologia com a vida fossorial foram significativamente considerados, importante para uma abordagem introdutória, bem como para inferências paleoecológicas deste importante grupo de amniotas reptilianos. A localização geográfica, bem como a idade, foram levantadas de acordo com os trabalhos de descrição dos morfótipos fósseis. Posteriormente foi realizado um levantamento sobre a taxonomia do grupo. O objetivo era uma compreensão das abordagens filogenéticas, bem como útil para definir quais táxons seriam utilizados na presente análise. Não foi possível a utilização direta de observações dos espécimens fósseis. Todos encontram-se em coleções fora do país. 3.2. LISTA DE CARACTERES De modo geral a lista de caracteres foi compilada à partir de Estes et al. (1988), Kearney (2003) e Hembree (2007), bem como em respectivos trabalhos de descrição dos espécimens fósseis e suas ilustrações osteológicas. A classificação 49 considerada segue a “checklist” de Gans (2005), incluindo Leposternon, que foi anteriormente sinonimizado como Amphisbaena por Mott & Vieites (2009), mas revalidado por Ribeiro et al. (2011) em um grupo parafilético ao Gênero Amphisbaena. No presente Trabalho, o Gênero Blanus foi considerado na Família Blanidae, proposta por Kearney (2003). E o Gênero Cadea é associado à Família Cadeidae, proposta por Vidal et al. (2008). Outra questão é a presença de caracteres da anatomia dos tecidos não resistentes, não observáveis em fósseis, tais como forma da seção transversal do corpo, escamas, formato da língua, entre outros. Entretanto auxiliam na análise filogenética dos morfótipos recentes. Os caracteres encontram-se no sistema de estado binário, os quais foram revistos priorizando preservá-los segundo os trabalhos de referência (KEARNEY, 2003; HEMBREE, 2007). No entanto em alguns casos sofreram reorganização na sequência de estados, e eventual possível deleção em caracteres não compartilhados nos grupos de interesse (ESTES et al.,1988). Os estados foram organizados para cada caracter de acordo com seu grau de desenvolvimento ou presença, sendo assim codificados como: (0) por sua ausência ou simplicidade (plesiomorfia); (1) por sua presença ou complexidade (apomorfia); (2) e (3) quando eventualmente ocorriam níveis de maior complexidade. A partir dos caracteres foi construída uma matriz (Quadros 3.1.1, 3.1.2, 3.2.1, 3.2.2, 3.3.1, 3.3.2, 3.4.1 e 3.4.2) representando todos os táxons e seus respectivos estados de caracter, estes de maneira binária, fundamentais para a realização da análise filogenética. 3.3. ANÁLISE FILOGENÉTICA Foi utilizado, para esta análise, o Programa TNT 1.1 (GOLOBOFF et al., 2008), versão Windows. Inicialmente a matriz foi adaptada de acordo com o modelo necessário para seu correto funcionamento no âmbito de um arquivo do Bloco de Notas (Windows 7), com extensão .tnt. Este por sua vez foi carregado no Programa 50 TNT 1.1, e utilizado o protocolo que incluiu “traditional search”, o qual consiste no cálculo de árvores de Wagner, seguido de permutação de ramos. Foram determinadas 1000 replicatas com adição, “random seed” = 0, o qual determina a aleatoriedade em que os táxons serão adicionados na árvore. O algoritmo Swapping, “Tree Bisection Reconnection” (TBR), cria árvores não enraizadas por quebra de nó interno, e cada enraizamento resultante é testado em cada nó de outra árvore. As opções “replace existing trees”, bem como “collapse trees after the search”, foram ativadas. Desta maneira as topologias = 0 foram colapsadas. Posteriormente foi calculado o consenso estrito das árvores obtidas, através do comando de Nelsen. Este procedimento é importante para abordagens biogeográficas do grupo, através dos métodos de Brooks (1981; 1990) e Brooks et al. (2001). 3.3.1. ANÁLISE DE PARCIMÔNIA DE BROOKS Brooks (1981) propôs uma metodologia que inicialmente foi utilizada para analisar a relação entre parasitas e hospedeiros. Este método entretanto pode ser utilizado também para o estudo da relação de táxons e sua ocorrência geográfica (BROOKS 1981, 1990). De acordo com Brooks et al. (2001), esta análise é dividida em duas etapas. A “Primária” consiste em verificar um padrão no qual membros de diferentes táxons possuem história em comum de especiação para as áreas de ocorrência. Segundo Brooks et al. (op. cit.) podem ocorrer táxons redundantes como mais de um táxon em uma mesma área, outros que indicam relação entre áreas; alguns com mais de um clado indicando diferentes relações entre as áreas; táxons amplamente distribuídos. Deste modo se utiliza a análise chamada “Secundária”. Para realizar a Parcimonia de Brooks Primária foi necessária inicialmente a elaboração do cladograma de consenso estrito de Amphisbaenia (Figura 4 em Resultados e Discussão). Depois de obtidos os táxons, e os ramos numerados, permitiu-se compreender, de forma lógica, os passos para cada táxon (Figura 5 Resultados e Discussão). 51 Com base na numeração estabelecida acima foi elaborado um Quadro mostrando as áreas de ocorrências e seus respectivos táxons (Quadro 2 em Resultados e Discussão). A partir desta tabela foi elaborada uma matriz binária (Quadro 4 em Apêndices), a qual representa cada área e o número de cada táxon correspondente a ela. Para esta análise foi utilizado novamente o software TNT 1.1 (GOLOBOFF et al., 2008). A partir do cladograma obtido (Figura 6 em Resultados e Discussão) foi realizada a análise secundária, a qual subdividiu táxons iguais que ocorrem em diferentes áreas, e / ou sofreram politomia na análise primária (Quadro 5 em Apêndices. Deste modo se obteve o padrão de geodispersão dos morfótipos de Amphisbaenia, pautada na presente análise morfológica (Figura 7 em Resultados e Discussão). 52 4. REVISÃO DE LITERATURA 4.1. LISTA DE CARACTERES As ilustrações citadas na Lista de Caracter podem ser consultadas em Apêndices, no final da Dissertação. 4.1.1. ANATOMIA DOS TECIDOS NÃO RESISTENTES 001) Forma da margem do rostro (0) Arredondado (1) Pontiagudo (2) Quadrado A forma do rostro de Amphisbaenia está intrinsecamente associada ao modo de vida fossorial (GANS, 1974). Este caracter é especificamente o formato do contorno da margem do rostro. De acordo com Kearney (2003), os estados (0) e (1) ocorrem também em vários outros grupos de Lacertiformes. Todos os estados (0, 1, 2) ocorrem entre os ofídios. O estado arredondado (0) é considerado como plesiomórfico por Kearney (2003), o que este Trabalho concorda. Ocorre principalmente nos crânios generalizados de Amphisbaenia, considerados morfótipos basais (Figura 1). É sinapomorfico para Dibamus argenteus (Dibamidae), considerado como grupo externo de Amphisbaenia, bem como em Sphenodon punctatus, por sua vez grupo externo de Squamata (KEARNEY, 2003). O estado (0) ocorre em todos os Bipedidae, bem como em parte de Amphisbaenidae e Blanidae. Blanus mendezi possui o rostro projetado anteriormente de forma levemente pontiaguda (Figura 15), ou estado (1), diferindo-o dos demais (BOLET et al., 2014). De acordo com a reconstituição de Müller et al. (2011), Cryptolacerta hassiaca possui a borda do rostro arredondada, no entanto esta porção está relativamente 53 desarticulada (Figura 18). Todavia esta Dissertação de Mestrado considera o tema de acordo com os autores mencionados, ou estado (0). É importante ressaltar a presença do mesmo estado (0) em Hyporhinidae (Hyporhina antiqua e H. galbreathi) (figuras 23 e 26) e Rhineuridae (Ototriton solidus) (Figura 37) (GILMORE, 1928; TAYLOR, 1951), uma vez que estes morfótipos possuem crânios derivados. O estado pontiagudo (1) é presente em grande parte dos Amphisbaenidae recentes, tanto em crânios generalizados, tais como Amphisbaena alba e A. cubana (figuras 60 e 63), bem como em crânios mais derivados, como Anops kingi e Leposternon microcephalum (Figura 1) (GANS,1971; VANZOLINI, 1999). O mesmo estado (1) também ocorre em Trogonophidae, mas apenas em Trogonophis wiegmanni (Figura 93), este diferindo dos demais morfótipos de sua respectiva família, cujo estado é na maioria quadrado (2) (figuras 2, 75 e 87) (GANS, 1960). A maior parte dos Rhineuridae da mesma maneira possui o estado (2) (figuras 43, 54, 57 e 90). Em Amphisbaenidae o estado (2) ocorre apenas em Listromycter leakeyi (Figura 32). Isto parece contrastar com os demais morfótipos deste grupo, os quais possuem genericamente os estados (0) e (1). No entanto os caracteres de L. leakeyi, bem como a análise de Kearney (2003), mostram afinidades maiores deste morfótipo com Trogonophidae (figuras 2, 75 e 87). Em Amphisbaena braestrupi e A. laurenti não foi preservada a região do rostro (?) (figuras 9 e 12) (GANS & MONTERO, 1998). 002) Forma da seção transversal do corpo (0) Cilíndrico (1) Comprimido lateralmente (2) Abatido (3) Invertido em forma de “U” Este caracter consiste no formato obtido em um corte transversal do corpo dos morfótipos recentes. Sphenodon punctatus, cuja posição é como grupo externo de Squamata, possui o corpo comprimido lateralmente, ou estado (1) (KEARNEY, 2003). No 54 entanto considera-se a presença do estado cilíndrico (0) plesiomórfico, por se tratar de uma estrutura menos complexa de um ponto de vista ontogenético. Amphisbaenidae, Bipedidae, Blanidae, Cadeidae e Rhineuridae (apenas Rhineura floridana, devido a impossibilidade de aferir este caracter em fósseis) possuem a seção transversal do corpo com formato cilíndrico, ou estado (0). O mesmo ocorre em morfótipos recentes de lacertiformes e ofídios. De acordo com Kearney (2003), o estado (3) é presente apenas entre os Trogonophidae. Gans (1974) correlaciona esta forma peculiar de alguns trogonofidos com o comprimento das costelas, o que está relacionado com a estabilidade durante a mecânica da escavação desta família de Amphisbaenia. No entanto Gans (1960) aponta que este estado ocorre em morfótipos não utilizados por Kearney (2003), e estes por sua vez mostram-se cilíndricos, ou estado (0). 003) Forma de arranjo do tegumento (0) Não segmentado (1) Segmentado em forma de anéis O tegumento entre os Squamata varia. Na proposta de Kearney (2003) o estado (1) foi considerado plesiomórfico, o que este Trabalho não concorda. A configuração em anéis, estado (1), está relacionada ao modo de vida fossorial (GANS, 1974), ausente na maioria dos Squamata (0). O estado (1) ocorre em todos os Amphisbaenia recentes (Amphisbaenidae, Bipedidae, Blanidae, Cadeidae, Rhineuridae e Trogonophidae), bem como em Gymnophthalmidae (Gymnophthalmus underwoodi). Kearney (2003) apontou uma possível aproximação entre este morfótipo e os anfisbênidos. Mas uma pequena diferença entre eles é a forma em que os anéis estão ligados. Nas anfisbênias ocorre através de um sulco bem definido, e não estão sobrepostos entre si, o que inexiste em gymnoftálmidos. No entanto estas considerações apontam a necessidade de estudos mais aprofundados. Gans (1974) correlaciona a forma em anéis com a mecânica de locomoção e escavação, de modo que diminui o atrito. Bem como permite que o animal se desloque para frente e para trás. 55 004) Escamas peitorais ampliadas (0) Ausentes (1) Presentes Escamas peitorais são ausentes, ou estado (0), em todos os Squamata, com exceção de algumas espécies de Amphisbaenia. Por esta razão considera-se a ausência de escamas peitorais um estado plesiomórfico. Escamas peitorais são presentes, ou estado (1), exclusivamente em alguns Amphisbaenidae (Aulura anomala, Dalophia longicauda, Leposternon microcephalum, Monopeltis capensis) (GANS, 1971) e em Rhineuridae (apenas Rhineura floridana, devido à impossibilidade de aferir este caracter em fósseis) (VANZOLINI, 1951). Esta modificação na região peitoral está intrinsecamente associada à mecânica da escavação de Rhineura floridana. Especificamente aqueles que se utilizam de movimentos verticais da cabeça com forma de pá (GANS, 1974). 005) Fusão das escamas cefálicas (0) Não fusionadas (1) Fusionadas A maioria dos Squamata não possui escamas cefálicas fusionadas, ou seja, estado (0). De acordo com Müller et al. (2011), Cryptolacerta hassiaca possui escamas cefálicas fusionadas, ou estado (1). Entre os Amphisbaenia ocorre principalmente em morfótipos com cabeça de forma generalizada, como em alguns Amphisbaenidae. A mesma situação também é presente em alguns morfótipos com cabeça em forma de espada, os Trogonophidae Pachycalamus brevis e Trogonophis wiegmanni. Devido a fusão das escamas cefálicas, ou estado (1), diminuir o atrito contra o sedimento, Vanzolini (1951) e Gans (1974) consideram uma adaptação para o modo de vida fossorial. Alguns Squamata possuem este estado, como por exemplo Dibamus argenteus (Dibamidae). 56 A maioria dos morfótipos de Amphisbaenia com cabeças em formas de pá e quilha, e alguns poucos com forma generalizada, possuem as escamas cefálicas fusionadas, ou estado (1). Como exemplo as famílias Blanidae, Bipedidae, Rhineuridae, demais Trogonophidae e Amphisbaenidae. 006) Queratinização de escamas cefálicas (0) Ausente (1) Presente Na maioria dos Squamata, a queratinização de escamas cefálicas é ausente, ou estado (0). O mesmo ocorre em morfótipos de Amphisbaenia com cabeça em forma generalizada, tais como Bipedidae, Blanidae, Cadeidae e alguns Amphisbaenidae. Em Trogonophidae (cabeça em forma de espada) também é ausente, ou estado (0). Para Gans (1978) a queratinizarão participa na fusão das escamas do rostro com as adjacentes. Isto aumenta significativamente a resistência do conjunto. De acordo com Kearney (2003), em alguns morfótipos de cabeças em formas de pá ou quilha, a queratinização é presente, ou estado (1), na porção anterior do rostro, e estende-se posteriormente na região cefálica, tais como em Rhineuridae e Amphisbaenidae, que apresentam crânios derivados. Pela maneira como este caracter é distribuído entre os morfótipos comprende-se que a queratinização está associada a crânios bastante modificados para o fossorialismo. No entanto Trogonophidae compartilha o estado (0) com os Amphisbaenidae generalizados o que, em conjunto com outros caracteres, pode indicar proximidade entre os dois grupos. 57 007) Fusão de escamas gulares (0) Ausente (1) Presente Compreende-se como plesiomórfica a ausência da fusão de escamas gulares, ou estado (0), uma vez que estas não ocorrem na maioria dos Squamata, bem como na maior parte dos Amphisbaenia. Kearney (2003) menciona que o estado (1) ocorre em alguns Amphisbaenidae, bem como Trogonophidae. Com base em Gans (1960), apenas Trogonophis wiegmanni não possui escamas gulares, ou estado (0), entre os Trogonophidae. 008) Padrão de escamas cloacais (0) Indistinguível das demais escamas ventrais (1) Distinguível das demais escamas ventrais Este caracter trata do padrão de escamas cloacais, estas podendo se diferenciar das presentes na porção ventral dos espécimens. O estado indistinguível (0) é tido como plesiomórfico, o qual ocorre na maioria dos Squamata (ESTES et al., 1988; KEARNEY, 2003). Em Amphisbaenia as escamas cloacais são diferenciadas, ou estado (1), as quais em conjunto formam uma placa larga e levemente curvada, que recobre a abertura cloacal. O número de escamas associadas à placa pode variar entre espécies. Esta estrutura pode estar associada ao modo de vida fossorial, protegendo a cloaca de sedimento durante a locomoção no interior dos túneis. Por esta razão esta Dissertação considera o estado “distinguível” (1) como apomórfico. 58 009) Osteodermos (0) Ausentes (1) Presentes O presente caracter refere-se à presença de osteodermos, ou seja, estruturas ossificadas, genericamente associadas às escamas, que compõem parte do tegumento. Alguns Squamata possuem osteodermos, ou estado (1), por exemplo Teius teyou. No entanto em Amphisbaenia é ausente, ou estado (0) (GANS, 1978). De modo geral os anfisbênios possuem o tegumento modificado, com escamas dispostas lateralmente em forma de anéis. Desta maneira diminuem o atrito, bem como permitem ao animal deslocar-se para frente e para trás no interior da galeria, o que auxilia na mecânica da escavação (GANS, 1974). Portanto imagina-se que a presença de osteodermos seria prejudicial para o modo de vida fossorial. De acordo com Kearney (2003), o estado (0) é compartilhado com ofídios e dibamidos. 010) Olhos (0) Bem desenvolvidos (1) Cobertos com escamas (2) Sem evidência externa de olhos A maioria dos Squamata não fossoriais possuem olhos bem desenvolvidos, ou estado (0), principalmente aqueles com hábito arborícola. No entanto Kearney (2003) considerou este estado (0) como presente para a Família Bipedidae, justificando que seus representantes apresentam olhos relativamente bem desenvolvidos em relação a morfótipos de outras famílias de anfisbênios, que são recobertos por escamas, exibindo o estado (1). O presente Trabalho discorda em parte de Kearney (op. cit.), compreendendo Bipes como uma transição entre os caracteres (0) e (1). Mesmo que esta estrutura seja mais desenvolvida em Bipes, em relação a outros Amphisbaenia, não é correto compará- la a outros Squamata, os quais verdadeiramente possuem olhos bem desenvolvidos. 59 Os morfótipos de Bipedidae não possuem órbitas bem definidas, uma sinapomorfia entre todos os morfótipos de Amphisbaenia recentes. Isto difere dos fósseis de Rhineuridae, cuja órbita é bem desenvolvida. Porém este estado (1) está relacionado a tecidos não resistentes, portanto não poderia ser considerado na matriz. A maior parte dos Amphisbaenia possuem os olhos cobertos por escamas, ou estado (1). De acordo com Foureaux et al. (2010), as escamas que recobrem os olhos não diferem em aparência das demais ao longo do corpo. No entanto, em sua análise histológica, observaram que a região recobrindo a cavidade óptica é significativamente fina. Segundo Gans (1978), apesar de os olhos de Amphisbaenia serem significativamente reduzidos, são capazes de distinguir a luminosidade do ambiente (sem projeção de imagem), bem como são translúcidos em vista da face interna. Alguns Amphisbaenidae com cabeça em forma de pá (Aulura anomala, Dalophia longicauda e Monopeltis capensis) não apresentam evidências externas de olhos, ou estado (2), considerados apomórficos (KEARNEY, 2003). Este último estado poderia ser interpretado como uma relação forte entre adaptação do rostro e redução dos olhos. No entanto, a presença de órbita bem definida em morfótipos fósseis de Rhineuridae, com rostro bastante modificado, sugere que ambos os caracteres ocorrem de maneira independente. 011) Pálpebras (0) Móveis (1) Fusionadas A maior parte dos Squamata, tais como Sphenodon punctatus (considerado basal), bem como Teius teyou, possuem as pálpebras móveis, ou estado (0). Os Amphisbaenia não apresentam pálpebras móveis, ou estado (1), com base na literatura. Kearney (2003) considerou que anfisbênios possuem as pálpebras superiores fusionadas com as inferiores, ou estado (1), formando uma película, que reveste completamente os olhos. Walls (1942), Gans (1978) e Foureaux et al. (2010) mencionaram em seus respectivos trabalhos uma estrutura dérmica translúcida 60 denominada “óculos”, a qual reveste completamente a superfície dos olhos, sendo separada da córnea por um saco conjuntivo. Esta Dissertação de Mestrado compreende que a estrutura dérmica citada pelos autores seja complexa, de modo que a pálpebra tenha evoluído em conjunto com as escamas que revestem os olhos. Assim sendo seria considerada uma estrutura apomórfica complexa para o modo de vida fossorial, ou estado (1). 012) Anel esclerótico (0) Ausente (1) Presente Alguns vertebrados possuem, no interior da cavidade óptica, uma estrutura chamada “arco esclerótico”, composta por ossículos esclerais. Alguns Squamata não possuem tais estruturas, ou estado (0), como por exemplo Dibamus argenteus, Boa constrictor e Python regius (KEARNEY, 2003). De acordo com Underwood (1970) Rhineura floridana não apresenta arco esclerótico. Kearney (2003) considerou a presença de anel esclerótico, ou estado (1), em quase todos os Amphisbaenia, incluindo aqueles que não possuem evidências externas de olhos. O trabalho de Foureaux et al. (2010) mostra que os ossículos são cartilaginosos. Esperava-se que esta estrutura seria encontrada apenas em espécimens juvenis, pois a ossificação teria origem ontogenética, o que não ocorre. Por esta razão, a presença de ossículo esclerótico cartilaginoso em indivíduos adultos poderia ser considerada apomórfica em relação ao encontrado nos demais Squamata. Porém Foureaux et al. (op. cit.) usaram poucas espécies em seu trabalho (Amphisbaena alba, A. mertensi e Leposternon infraorbitale), portanto inviabiliza criar um estado de caracter para distinguir a presença de ossículos ósseo e cartilaginoso. Esta Dissertação faz a sugestão para futuros trabalhos sobre o arco esclerótico em Amphisbaenia, visando comparar composição, número de ossículos e sua forma. Poderão auxiliar em uma futura abordagem filogenética do grupo. 61 013) Meato auditivo externo (0) Presente (1) Ausente O meato auditivo externo consiste em uma abertura lateral, por onde o animal capta os sons do ambiente. Uma considerável parte dos Squamata possui o meato auditivo externo, ou estado (0). Por exemplo grupos externos de Amphisbaenia, tais como Sphenodon punctatus e Teius teyou. Todos os Amphisbaenia (Amphisbaenidae, Bipedidae, Blanidae, Cadeidae, Rhineuridae e Trogonophidae) não apresentam meato auditivo externo, ou estado (1). Sua audição se dá através de um prolongamento cartilaginoso denominado extracolumela, o qual faz contato com a columela, situada na fenestra oval, e se estende pelo osso quadrado até a mandíbula, capaz de captar a vibração do solo, importante para localizar e capturar suas presas (ZANGERL, 1944; GANS, 1969). Kearney (2003) considerou o estado de caracter ausente (1) como plesiomórfico. Esta Dissertação de Mestrado discorda, pois Amphisbaenia possui um aparato derivado para a audição (GANS, 1978). A ausência do meato auditivo deve ser considerada apomórfica, ou estado (1), em vista da adaptação para seu modo de vida. Outra possível evidência pode ser vista na ausência do estado (1) em Dibamus argenteus, que é fossorial). 014) Sulco lateral do corpo (0) Ausente (1) Presente Alguns Squamata apresentam um sulco lateral ao longo do corpo. Gans (1978) considerou a presença do sulco lateral, ou estado (1), em todos os Amphisbaenia, com exceção da maioria dos Trogonophidae, que apresentariam o estado (0), exceto Trogonophis wiegmanni, onde Gans (1960) apontou estar presente, ou estado (1). No entanto Kearney (2003) considerou toda a Família Trogonophidae como possuindo o estado ausente (0). 62 Este Trabalho concorda com a observação de Gans (1978), pois Trogonophis wiegmanni apresenta claramente sulco lateral, ou estado (1). Por outro lado os demais Trogonophidae não são os únicos em exceção. Em Cadea blanoides (Cadeidae) o sulco também é ausente, portanto exibe estado (0), como apontou Kearney (2003). 015) Comprimento de cauda (0) Mais que 36 % do comprimento rostro / cloacal (1) Menos que 30 % do comprimento rostro / cloacal Este caracter trata-se do comprimento da cauda em relação à medida da longitude da ponta do rostro até a abertura da cloaca. Este tipo de medida é relativamente comum no estudo de Squamata. O estado (0) não ocorre entre os Amphisbaenia, uma vez que estes possuem caudas significativamente curtas. De acordo com Gans (1978) e Kearney (2003), as espécies africanas Dalophia longicauda e Cynisca leucura diferem neste aspecto, possuindo uma cauda razoavelmente maior em relação às demais, com até 30 vértebras. No entanto, como apontou Kearney (2003), estes morfótipos ainda apresentam a cauda curta em relação aos demais lacertiformes. Deste modo, todos os Amphisbaenia possuem a cauda curta, ou estado (1), de grande calibre, o que facilita o deslocamento dentro da galeria (GANS, 1974). Sua morfologia se assemelha com a cabeça do animal, motivo de ser chamado popularmente “cobra-de-duas-cabeças” (NAVEGA-GONÇALVES, 2004). 016) Autotomia caudal via septo intervertebral (0) Ausente (1) Presente Alguns Squamata possuem autotomia da cauda, de modo que sejam capazes de remover parte da cauda de forma arbitrária. Este processo está relacionado com defesa e fuga de predadores em potencial. 63 O fóssil de Cryptolacerta hassiaca, descrito por Müller et al. (2011), apresenta a cauda autotomizada, indicando que este morfótipo possui estado (1). Alexander & Gans (1966) observaram que a autotomia em Amphisbaenia ocorre entre os 10 primeiros anéis pós-cloacais. Sheppard & Bellairs (1972) noticiam um considerável tecido adiposo no segmento onde ocorre autotomia, e sugerem que pode auxiliar no processo. Para Gans (1978) o diâmetro na região do segmento não difere do corpo do animal, porém desconsiderou a participação do mesmo no processo de transmissão de força durante o movimento ondulatório. Segundo Gans (1978) os Trogonophidae não possuem autotomia caudal, ou estado (0). De acordo com Kearney (2003), com a exceção de Trogonophidae e Rhineuridae, que também possuem o estado (0), todos os Amphisbaenia apresentam autotomia via septo intervertebral (1). No entanto a presente Dissertação discorda de Kearney (2003), pois segundo Gans (1962), Hoffstetter & Gasc (1969), Gans (1978) e Montero & Gans (1999), Leposternon microcephalum e Amphisbaena alba (Amphisbaenidae) não possuem autotomia caudal, pois suas quarta e quinta vértebras caudais são fundidas. A. alba se utiliza de outra estratégia de defesa, o “display” de cauda, levantando simultaneamente cabeça e cauda, confundindo o predador, e Leposternon possui cauda significativamente curta. 017) Regeneração pós-autotomia (0) Ausente (1) Presente Entre os Squamata capazes de realizar autotomia, algumas espécies podem regenerar a cauda. Este caracter é ausente, ou estado (0), em todas as Amphisbaenia, de modo que uma vez fraturada (nas espécies com esta capacidade), a cauda cicatriza, porém não regenera por completo (ALEXANDER & GANS, 1966; HOFFSTETTER & GASC, 1969). De acordo com Kearney (2003) alguns lacertiformes, por exemplo Gekko gekko e Teius teyou, possuem a capacidade de regeneração, ou estado (1). 64 018) Superfície da cauda (0) Dorsalmente lisa (1) Com presença de pequenos tubérculos situados dorsalmente Kearney (2003) observou que Rhineura floridana e Agamodon anguliceps possuem tubérculos na porção dorsal da cauda, ou estado (1). Este mesmo estado de caracter foi observado por Vanzolini (1951). Todos os demais Amphisbaenia possuem a superfície dorsal da cauda lisa, ou estado (0). 019) Morfologia da seção transversal da cauda (0) Cilíndrica (1) Achatada dorsoventralmente (2) Achatada lateralmente Este caracter consiste no formato obtido em um corte transversal da cauda nos morfótipos recentes. Kearney (2003) considerou o estado “achatado dorsoventralmente“ como plesiomórfico, seguido de “cilíndrico” e “achatado lateralmente” como apomórficos, respectivamente estados (0), (1), (2). Porém no presente Trabalho foi considerado o estado “cilíndrico” plesiomórfico (0), seguido de “achatado dorsoventralmente” (1), e “achatado lateralmente” (2). Justifica-se pois o estado (0) é morfologicamente menos complexo, e presente em Sphenodon punctatus, como grupo externo de Squamata. Segundo Kearney (2003), a maior parte dos Amphisbaenia, bem como considerável número de Squamata, possuem a cauda cilíndrica, ou estado (0). Apenas Rhineura floridana (VANZOLINI, 1951), Leposternon microcephalum (GANS, 1971) e Monopeltis capensis possuem a seção transversal da cauda achatada dorsoventralmente, ou estado (1). Agamodon anguliceps é o único entre os esquamados que possui o estado (2) (GANS, 1960). 65 020) Poros pré-cloacais (0) Ausente (1) Presente Poros pré-cloacais ocorrem, ou estado (1), entre diversos Squamata, entre eles grande parte dos anfisbênios. Gans (1978) considerou este caracter como sinapomorfia entre Amphisbaenia e Teiidae. De acordo com Jared et al. (1999) e Antoniazzi et al. (1993, 1994), os poros possuem glândulas secretoras, e ao deslocar-se dentro do túnel o espécimen cria um rastro no sedimento, secreção possivelmente envolvida no processo reprodutivo. Gans (1978) destacou que os poros pré-cloacais são mais expressivos em espécimens machos. Kearney (2003) observou a ausência, ou estado (0), em Rhineura floridana, Leposternon microcephalum, Monopeltis capensis, Dalophia longicauda e Trogonophis wiegmanni. No entanto observa-se uma contradição, pois neste último morfótipo, no âmbito da matriz em Kearney (op. cit.), poros pré-cloacais foram considerados presentes. De acordo com Gans (1960), Trogonophis wiegmanni não possui poros pré-cloacais (0). Gans (1978), Estes et al. (1988), bem como Kearney (2003), destacam que este caracter não ocorre, ou estado (0), em Sphenodon punctatus e serpentes. O número de poros pré-cloacais varia entre espécies. E pode variar mesmo entre indivíduos no âmbito de uma mesma espécie. 021) Língua escamosa (0) Ausente (1) Presente A maioria dos Squamata possui língua escamosa, ou estado (1), incluindo todas as Amphisbaenia, cuja língua é coberta por estruturas papilares queratinizadas (GANS, 1978; ESTES et al., 1988). Kearney