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11 May 2024 Does climate shape geographical morphological variation of spines in Neotropical spiny rats (Rodentia, Echimyidae, Trinomys)?
André Luiz Liberato Barbosa, Leila Maria Pessôa, William Corrêa Tavares
Author Affiliations +
Abstract

Flattened and flexible spiny hairs, the aristiforms, evolved independently in some lineages of rodents, but unlikely capable of causing severe damage to predators. Their biological roles are not yet clearly known and some different thermoregulatory functions have been proposed, often associated with severe climatic conditions but not yet tested. In this study we investigated whether climate may be a major factor shaping geographic variation of length and width of aristiform hairs of 2 species of Neotropical spiny rats of the genus Trinomys (Echimyidae) occurring in eastern Brazil: T. albispinus and T. setosus. Results revealed clinal variation in these hairs. While bioclimatic factors and geographic distance together accounted for up to a third of the morphometric variation, the exclusive impact of climate was limited, explaining only up to 3% of the observed variation. However, considering the close association between climate and geographic distance, the role of climate in shaping aristiform hair cannot be discounted. While our results did not fully support the hypothesis that well-developed, wide spiny hairs are selected for greater protection against rain for underhairs, they marginally supported their role in facilitating heat loss in warm environments by facilitating water condensation. More consistently, results show that narrow spiny hairs tended to evolve in cold environments, likely enhancing thermal insulation. The length of aristiform hair in T. albispinus also appeared to respond to this function, becoming longer in cold and high-altitude regions. However, we cannot rule out the possibility of an evolutionary response correlated with selection on underhairs. Future experimental studies should test the thermoregulatory function of flexible spiny hairs and investigate the geographic variation of these structures in other rodent species.

Pelos espinhosos achatados e flexíveis, conhecidos como aristiformes, evoluíram independentemente em algumas linhagens de roedores. Sendo pouco provável que sejam capazes de causar danos graves aos predadores, seus papéis biológicos ainda não são claramente conhecidos. Algumas funções termorreguladoras diferentes foram propostas para eles, frequentemente associadas a condições climáticas severas, mas ainda não testadas. Neste estudo, investigamos se o clima pode ser um fator crucial influenciando a variação geográfica no comprimento e na largura dos pelos aristiformes de 2 espécies de ratos-de-espinho neotropicais do gênero Trinomys, que ocorrem no leste do Brasil: T. albispinus e T. setosus. Os resultados revelaram variação clinal nesses pelos. Enquanto fatores bioclimáticos e a distância geográfica juntos explicaram até um terço da variação morfométrica, o impacto exclusivo do clima foi limitado, explicando apenas até 3% da variação observada. Ainda assim, considerando a estreita associação entre o clima e a distância geográfica, a influência do clima sobre a morfologia dos pelos aristiformes não pode ser descartada. Embora nossos resultados não tenham apoiado completamente a hipótese de que pelos espinhosos largos e bem desenvolvidos sejam selecionados para maior proteção contra chuva para os subpelos, eles apoiaram marginalmente seu papel na facilitação da perda de calor em ambientes quentes, ao favorecer a condensação da água. De forma mais consistente, os resultados mostram que pelos espinhosos estreitos tendem a evoluir em ambientes frios, provavelmente melhorando o isolamento térmico. O comprimento do pelo aristiforme em T. albispinus também parece responder a essa função, tornando-se mais longo em regiões frias e de alta altitude. Contudo, não podemos descartar a possibilidade de uma resposta evolutiva correlacionada à seleção dos subpelos. Estudos experimentais futuros que testem a função termorreguladora dos pelos espinhosos flexíveis e investiguem a variação geográfica destas estruturas em outras espécies de roedores são necessários para esclarecer essas questões.

André Luiz Liberato Barbosa, Leila Maria Pessôa, and William Corrêa Tavares "Does climate shape geographical morphological variation of spines in Neotropical spiny rats (Rodentia, Echimyidae, Trinomys)?," Journal of Mammalogy 105(4), 809-822, (11 May 2024). https://doi.org/10.1093/jmammal/gyae046
Received: 7 January 2023; Accepted: 5 April 2024; Published: 11 May 2024
KEYWORDS
aristiform hair
Atlantic forest
Caatinga
Caatinga
Caviomorpha
Caviomorpha
Cerrado
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