Analyzing morphometry among extant and extinct species: A case study of genus Agassizia (Spatangoida: Echinoidea) / Análisis de la morfometría entre especies existentes y extintas: Un estudio de caso del género Agassizia (Spatangoida: Echinoidea)

Abstract Introduction: The genus Agassizia in Mexico is represented both in the fossil record by the species Agassizia regia† during the Miocene of Chiapas and by the extant species Agassizia excentrica on the Atlantic coast and Agassizia scrobiculata on the Pacific coast. Qualitative diagnosis and descriptions make it hard to distinguish morphological boundaries between species, especially in groups with fossils and recent representatives, increasing the level of complexity by having samples of disparate qualities and quantities. Objective: We propose the use of little explored statistical methods in the comparison of paleontological and biological populations. This methodology allowed us to resolve issues of missing values in a morphometric data set for the genus Agassizia. Methods: Using samples recently collected and specimens already housed in collections, we explore a routine of recovery of missing data MICE and the numerical and graphic analyses PERMANOVA, PCA, and SIMPER to compare morphometric parameters between these species for recognizing diagnostic characters. Results: Our results show a morphological difference in the length of the ambulacrum II and the length and width of the periproct and peristome structures, these being greater in A. scrobiculata, with a consistent pattern in both population samples not previously described. Conclusions: Quantitative morphometric comparisons can be an assertive and complementary tool to determine distinctive differentiation characteristics in species of the same genus. Comparative morphology reviews should be an ongoing exercise to keep taxonomic knowledge on both extinct and extant species up to date. Our research encourage the scientific community studying fossil populations to utilize quantitative and multivariate methods to strengthen their investigations.

Resumen Introducción: El género Agassizia en México está representado tanto en el registro fósil por la especie Agassizia regia† del Mioceno de Chiapas, como por las especies actuales Agassizia excentrica de la costa del Atlántico y Agassizia scrobiculata de la costa del Pacífico. Las descripciones y diagnosis cualitativas dificultan reconocer los limites morfológicos entre especies, especialmente en grupos con representantes fósiles y recientes, e incrementando el nivel de complejidad al tener muestras de cantidad y calidad desiguales. Objetivo: Proponemos el uso de métodos estadísticos poco explorados en la comparación de poblaciones paleontológicas y biológicas. Esta metodología nos permitió resolver problemas de valores faltantes en un conjunto de datos morfométricos para el género Agassizia. Métodos: Usando muestras recolectadas para este fin, así como provenientes de colecciones científicas, exploramos una rutina de recuperación de datos faltantes MICE, y los análisis numéricos y gráficos PERMANOVA, PCA y SIMPER para comparar parámetros morfométricos entre estas especies y reconocer caracteres de diagnóstico. Además, comparamos cuidadosamente los caracteres morfológicos descritos previamente en la literatura taxonómica y la descripción ambiental del hábitat actual de A. scrobiculata. Resultados: Nuestros resultados muestran una diferencia morfológica en la longitud del ambulacrum II y la longitud y anchura de las estructuras del periprocto y peristoma, siendo estas mayores en A. scrobiculata, con un patrón consistente en ambas muestras poblacionales no descrito previamente. El hábitat actual de las muestras de A. scrobiculata en la costa del Pacífico es un sistema costero poco profundo con sedimentos arenosos y temperaturas tropicales. Bahía Chamela comparte varias similitudes con la fauna y las condiciones ambientales previamente descritas en el Mioceno de Chiapas. Conclusiones: Las comparaciones morfométricas cuantitativas pueden ser una herramienta poderosa y complementaria para determinar caracteres distintivos de diferenciación en especies del mismo género. Las revisiones de morfología comparativa deben ser un ejercicio continuo para mantener actualizado el conocimiento taxonómico sobre las especies existentes y extintas. Nuestro trabajo busca incentivar a la comunidad científica que trabaja con poblaciones fósiles a explorar estos y otros métodos cuantitativos y multivariados para fortalecer sus investigaciones.

Taxonomía y biogeografía ecológica de los equinoideos irregulares (Echinoidea: Irregularia) de México / Taxonomy and ecologic biogeography of the irregular Echinoids (Echinoidea: Irregularia) from Mexico

Resumen La localización geográfica de México, entre las influencias oceánicas del Atlántico centro-occidental y del Pacífico centro-oriental, explica en gran medida su enorme diversidad biológica y ecosistémica. Las investigaciones sobre equinodermos en México comenzaron a mitades del siglo XIX, si bien aún no existe un trabajo sobre los equinoideos irregulares que habitan sus aguas. En este trabajo se presenta por primera vez una revisión taxonómica de los equinoideos irregulares de México. En este sentido, se usaron los ejemplares de equinoideos irregulares para México albergados en cuatro colecciones: 1) Colección Nacional de Equinodermos "Ma. Elena Caso Muñoz", del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICML), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); 2) Invertebrate Zoology Collection, Smithsonian Museum of Natural History, Washington, D.C., United States of America (USA); 3) Invertebrate Collection, Museum of Comparative Zoology, University of Harvard, Boston, Massachusetts, USA and 4) Invertebrate Zoology, Peabody Museum, Yale University, New Haven, Connecticut, USA. Los organismos fueron reidentificados, se corroboró la identidad taxonómica de las especies y se ubicaron taxonómicamente. Además, se realizó un análisis de biogeografía ecológica tomando en cuenta el listado de especies obtenido y la regionalización ecológica de Norteamérica. Se presenta un total de 69 especies incluidas en 6 órdenes, 17 familias, y 36 géneros distribuidas en 34 ecorregiones biogeográficas; 11 de la costa Atlántica y 23 de la costa Pacífica. Se delimitan cuatro regiones biogeográficas Atlánticas y cinco Pacíficas. En la costa Atlántica, los factores ambientales que determinan la distribución de los equinoideos irregulares son, principalmente los sedimentos y las corrientes oceánicas, mientras que en la costa Pacífica son principalmente la profundidad y las corrientes oceánicas.

Abstract Mexico owns 643 species of echinoderms, almost 10% of the known echinoderm species in the planet. Its geographic location -between the oceanic influences of the Western Central Atlantic and the Eastern Central Pacific- largely explains its enormous biological and ecological diversity. Research on echinoderms in Mexico began in the late nineteenth century; however, there are no reviews on its irregular echinoids. This work reviews the taxonomic and geographic information of irregular echinoids from Mexico, housed in four collections: 1) Colección Nacional de Equinodermos "Ma. Elena Caso Muñoz" from the Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICML), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); 2) Invertebrate Zoology Collection, Smithsonian Museum of Natural History, Washington, D.C., United States of America (USA); 3) Invertebrate Collection, Museum of Comparative Zoology, University of Harvard, Boston, Massachusetts, USA and 4) Invertebrate Zoology, Peabody Museum, Yale University, New Haven, Connecticut, USA. Specimens were reidentified and classified; geographic distribution data were subjected to a parsimony analysis of endemisms (PAE) using the ecological regionalization of North America proposed by Wilkinson et al. (2010). A total of six orders, 17 families, 35 genera and 68 species are reported, distributed in 34 ecoregions, 11 from the Atlantic coast and 23 from the Pacific coast. Nine biogeographic regions were delimited, four in the Atlantic coast and five in the Pacific coast. The biogeographic analysis suggests that the oceanic currents and sediments are the environmental factors that determine the distribution of irregular echinoids in the Mexican Atlantic coast; on the other hand, oceanic currents and depth are the environmental factors that determine the distribution of irregular echinoids in the Mexican Pacific coast. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 59-75. Epub 2015 June 01.