On the origin and evolution of Antarctic Peracarida (Crustacea, Malacostraca)

• Published in: Scientia Marina
• Main Author: Brandt, Angelika
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Consejo Superior de Investigaciones Científicas 1999
• Subjects: Crustacea; Peracarida; Antarctic; Magellan region; evolution; origin; biogeography; Antártida; región de Magallanes; evolución; orígen; biogeografía; Alta; The Antarctic; Magallanes; Hielo; Larga; Antarc*; Antarctica; Antártica
• Online Access: https://scientiamarina.revistas.csic.es/index.php/scientiamarina/article/view/911; https://doi.org/10.3989/scimar.1999.63s1261

The early separation of Gondwana and the subsequent isolation of Antarctica caused a long evolutionary history of its fauna. Both, long environmental stability over millions of years and habitat heterogeneity, due to an abundance of sessile suspension feeders on the continental shelf, favoured evolutionary processes of preadapted taxa, like for example the Peracarida. This taxon performs brood protection and this might be one of the most important reasons why it is very successful (i.e. abundant and diverse) in most terrestrial and aquatic environments, with some species even occupying deserts. The extinction of many decapod crustaceans in the Cenozoic might have allowed the Peracarida to find and use free ecological niches. Therefore the palaeogeographic, palaeoclimatologic, and palaeo-hydrographic changes since the Palaeocene (at least since about 60 Ma ago) and the evolutionary success of some peracarid taxa (e.g. Amphipoda, Isopoda) led to the evolution of many endemic species in the Antarctic. Based on a phylogenetic analysis of the Antarctic Tanaidacea, Sieg (1988) demonstrated that the tanaid fauna of the Antarctic is mainly represented by phylogenetically younger taxa, and data from other crustacean taxa led Sieg (1988) to conclude that the recent Antarctic crustacean fauna must be comparatively young. His arguments are scrutinized on the basis of more recent data on the phylogeny and biodiversity of crustacean taxa, namely the Ostracoda, Decapoda, Mysidacea, Cumacea, Amphipoda, and Isopoda. This analysis demonstrates that the origin of the Antarctic fauna probably has different roots: an adaptive radiation of descendants from old Gondwanian ancestors was hypothesized for the isopod families Serolidae and Arcturidae, an evolution and radiation of phylogenetically old taxa in Antarctica could also be shown for the Ostracoda and the amphipod family Iphimediidae. A recolonization via the Scotia Arc appears possible for some species, though it is not very likely (some Isopoda, like the Sphaeromatidea, are widely distributed in the Subantarctic, but rare in the high Antarctic). However, it could also be that the species of this family and others were not able to survive when the ice reached the sublittoral shelf in the high Antarctic during glacial periods. La separación de Gondwana y el subsecuente aislamiento de la Antártida dió lugar a la larga historia evolutiva de su fauna. La larga estabilidad ambiental a lo largo de millones de años y la heterogeneidad de hábitats, debida a una abundancia de suspensívoros bentónicos sésiles en la plataforma continental, favorecieron los procesos evolutivos de los taxones “preadaptados”, como por ejemplo los Peracarida. Este taxón, que desarrolló mecanismos de protección de las crías, es muy exitoso (abundante y con una elevada diversidad) en la mayoría de los ambientes acuáticos y terrestres, inclusive en desiertos. La extinción de muchos crustáceos decápodos durante el Cenozoico pudo haber permitido a los Peracarida encontrar y explotar nichos ecológicos que quedaron libres. Por tanto los cambios paleogeográficos, paleoclimatológicos y paleohidrográficos ocurridos desde el Paleoceno (como mínimo desde hace 60 millones de años) y los procesos evolutivos de algunos taxones de Peracarida (por ejemplo Amphipoda e Isopoda) condujeron hacia la evolución de bastantes especies endémicas en la Antártida. Basándose en el análisis filogenético de los Tanaidacea antárticos, Sieg (1988) demostró que la fauna de Tanaidacea de la Antártida está representada principalmente por taxones filogenéticamente jóvenes; datos de otros taxones de crustáceos llevaron a Sieg (1988) a la conclusión de que la fauna reciente de crustáceos antárticos debe ser comparativamente joven. Estos argumentos han sido reexaminados basándose en los datos más recientes sobre la filogenia y biodiversidad de los taxones de los siguientes crustáceos: Ostracoda, Decapoda, Mysidacea, Cumacea, Amphipoda e Isopoda. Este análisis demuestra que el origen de la fauna antártica probablemente tiene diferentes raíces: se ha planteado la hipótesis de una radiación adaptativa de los descendientes de antiguos ancestros de Gondwana para las siguientes familias de Isopoda: Serolidae y Arcturidae; los Ostracoda y la familia de Amphipoda Iphimediidae, podrían mostrar también una evolución y radiación de taxones filogenéticamente antiguos en la Antártida. La recolonización a través del Arco de Escocia parece posible para algunas especies, aunque no es muy probable (algunos, como los Sphaeromatidea están ampliamente distribuidos en las zonas subantárticas, pero raramente en la alta Antártida). Por otro lado, también sería posible que las especies de esta familia y de otras, no hayan sido capaces de sobrevivir en las situaciones en que el hielo alcanzaba la plataforma sublitoral en la alta Antártida durante los períodos glaciales.