Biogeographic analysis of the American genus Echeandia (Asparagoideae, Asparagaceae)
DOI:
https://doi.org/10.22201/ib.20078706e.2021.92.3739Palabras clave:
geophyte, Mexican Transition Zone, Sierra Madre del Sur, species richnessResumen
Echeandia (Asparagaceae) is an American genus of herbaceous geophytes. Its distribution is heterogeneous but concentrates along the Mexican Transition Zone (MTZ). We analyzed the species richness distribution and endemism of the group. We compiled a data base of 2,078 records obtained by revisions of herbarium specimens, scientific publications, and electronic data. Species richness was quantified under four different criteria. Also, we estimated the Weighted Endemism and Corrected Weighted Endemism indices to detect centers of endemism. We identified 85 species and registered 74 in Mexico. The MTZ had 61 species and the Sierra Madre del Sur province was the most diverse with 39. The richest cell located in the Transmexican Volcanic Belt and contained 12 species. In addition, 85.1% of the species present in Mexico are endemic. Weighted Endemism showed 5 cells in the Sierra Madre del Sur and Balsas Basin in Mexico. In contrast, almost all the high valued cells of Corrected Weighted Endemism were located in South America. The results were congruent with the patterns of the geophytes and endemic angiosperms of Mexico. The MTZ has a complex tectonic, volcanic and climatic history. These factors have promoted the diversification of several angiosperm lineages, including EcheandiaCitas
Alcántara, O. & Paniagua, M. (2007). Patrones de distribución y conservación de plantas endémicas. In I. Luna, J. J. Morrone & D. Espinosa (Eds.) Biodiversidad de la Faja Volcánica Transmexicana (pp. 421−438). D.F., México: Universidad Nacional Autónoma de México.
APG IV. (2016). An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society, 181, 1−20. https://doi.org/10.1111/boj.12385
Aragón-Parada, J., Carrillo-Reyes, P., Rodríguez, A. & Munguía-Lino, G. (2019). Diversidad y distribución geográfica del género Sedum (Crassulaceae) en la Sierra Madre del Sur, México. Revista Mexicana de Biodiversidad, 90, e902921.
https://doi.org/10.22201/ib.20078706e.2019.90.2921
Badgley, C., Smiley, T. M., Terry, R., Davis, E. B., DeSantis, L. R. G., Fox, D. L., Hopkins, S. S. B., Jezkova, T., Matocq, M. D., Matzke, N., McGuire, J. L., Mulch, A., Riddle, B. R., Roth, B. L., Samuels, J. X., Strömberg, C. A. E. & Yanites, B. J. (2017). Biodiversity and topographic complexity: modern and geohistorical perspectives. Trends in Ecology & Evolution, 32, 211−226. https://doi.org/10.1016/j.tree.2016.12.010
Barthlott, W., Mutke, J., Rafiqpoor D., Kier, G. & Kreft, H. (2005). Global centers of vascular plant diversity. Nova Acta Leopoldina NF, 92, 61−83.
Bogler, D. J., Pires, J. C. & Francisco-Ortega, J. (2006). Phylogeny of Agavaceae based on ndhF, rbcL, and ITS sequences: implications of molecular data for classification. Aliso, 22, 313−328. https://doi.org/10.5642/aliso.20062201.26
Brummitt, R. K. (2001). World Geographical Scheme for Recording Plant Distributions. Edition 2. Pittsburgh, USA: Hunt Institute for Botanical Documentation, Carnegie Mellon University.
Carrasco-Ortiz, M., Munguía-Lino, G., Castro-Castro, A., Vargas-Amado, G., Harker, M. & Rodríguez, A. (2019). Riqueza, distribución geográfica y estado de conservación del género Dahlia (Asteraceae) en México. Acta Botanica Mexicana, 126, 1−24. https://doi.org/10.21829/abm126.2019.1354
Castro-Castro, A. (2017). Los amoles, izotes, magueyes, nardos y yucas (familia Agavaceae). In A. A. Cruz, H. A. Ordorica, P. J. Valero & E. D. Melgarejo (Eds.) La biodiversidad en Jalisco estudio de estado, vol 2, coords. (pp. 135−141). Guadalajara, México: Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad-Secretaría de Medio Ambiente y Desarrollo Territorial.
Castro-Castro, A., Flores-Argüelles, A., Hernández-López, L. & Rodríguez, A. (2016). Polianthes quilae (Poliantheae, Agavaceae), a new and endemic species to western Mexico. Systematic Botany, 41, 720−726. https://doi.org/10.1600/036364416x692316
Castro-Castro, A., Zamora-Tavares, P., Carrillo-Reyes, P. & Rodríguez, A. (2018). Manfreda santana-michelii (Asparagaceae subfamily Agavoideae), a striking new species from Sierra Madre del Sur in western Mexico. Systematic Botany, 43, 497−501.
https://doi.org/10.1600/036364418x697229
Chase, M. W., Reveal, J. L. & Fay, M. F. (2009). A subfamilial classification for the expanded asparagalean families Amaryllidaceae, Asparagaceae and Xanthorrhoeaceae. Botanical Journal of the Linnean Society, 161, 132−136. https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.2009.00999.x
Cruden, R. W. (1981). New Echeandia (Liliaceae) from Mexico. Sida, 9, 139−146.
Cruden, R. W. (1986). New species of Echeandia (Liliaceae) from Central America. Phytologia, 59, 373−380. https://doi.org/10.5962/bhl.part.2772
Cruden, R. W. (1987). New species of Echeandia (Liliaceae) from Nueva Galicia. Contributions of the University of Michigan Herbarium, 16, 129−133.
Cruden, R. W. (1989a). Echeandia. In W. R. Anderson (ed.) Flora Novo-Galiciana: A descriptive account of the vascular plants of western Mexico: Volume 15: Bromeliaceae to Dioscoreaceae (pp. 178–197). Michigan, USA: The University of Michigan. Herbarium Ann Arbor.
Cruden, R. W. (1989b). A new Echeandia (Liliaceae) from Venezuelan Guayana. Annals of the Missouri Botanical Garden, 76, 350. https://doi.org/10.2307/2399352
Cruden, R. W. (1993). New species of Echeandia (Liliaceae) from Oaxaca, Mexico. Phytologia, 74, 128−137.
Cruden, R. W. (1994). Echeandia. In G. Davidse, M. Sousa & A. O. Chater (Eds.). Flora Mesoamericana: Volumen 6: Alismataceae a Cyperaceae (pp. 27−30). D. F., México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México.
Cruden, R. W. (1999). A new subgenus and fifteen new species of Echeandia (Anthericaceae) from Mexico and the United States. Novon, 9, 325−338. https://doi.org/10.2307/3391730
Cruden, R. W. (2009). A synopsis of South American Echeandia (Anthericaceae). Annals of the Missouri Botanical Garden, 96, 251−267. https://doi.org/10.3417/2002129
Cruz-Cárdenas, G., Villaseñor, J. L., López-Mata, L. & E. Ortiz. (2013). Distribución espacial de la riqueza de especies de plantas vasculares en México. Revista Mexicana de Biodiversidad, 84, 1189−1199. https://doi.org/10.7550/rmb.31811
Cuéllar-Martínez, M. & Sosa, V. (2016). Diversity patterns of monocotyledonous geophytes in Mexico. Botanical Sciences, 94, 687−699. https://doi.org/10.17129/botsci.763
Darlington, P. J. (1957). Zoogeography: The geographical distribution of animals. USA: John Wiley & Sons, Inc.
Delgado-Salinas, A., Bibler, R. & Lavin, M. (2006). Phylogeny of the genus Phaseolus (Leguminosae): a recent diversification in an ancient landscape. Systematic Botany, 31, 779−791. https://doi.org/10.1600/036364406779695960
Espejo-Serna, A. (2012). El endemismo en las Liliopsida mexicanas. Acta Botanica Mexicana, 100, 195−257. https://doi.org/10.21829/abm100.2012.36
Espejo-Serna, A. & López-Ferrari, A. R. (1993). Las monocotiledóneas mexicanas: una sinopsis florística. Lista de referencia II: Anthericaceae, Araceae, Arecaceae, Asparagaceae, Asphodelaceae y Asteliaceae. D.F., México: Consejo Nacional de la Flora de México, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad.
Ferrusquía-Villafranca, I. (1993). Geology of Mexico: a synopsis. In T. P. Ramamoorthy, R. Bye, A. Lot, and Fa J (Eds.), Biological diversity of Mexico: origins and distribution (pp. 3−107). New York, USA: Oxford University Press.
García-Mendoza, A. (2002). Distribution of Agave (Agavaceae) in Mexico. Cactus and Succulent Journal, 74, 177−188.
García-Mendoza, A. (2004). Agavaceas. In A. García-Mendoza, J. Ordoñez & M. Briones-Salas (Eds.), Biodiversidad en Oaxaca (pp. 159−170). Ciudad de México, México: Universidad Nacional Autónoma de México.
García-Mendoza, A. (2011). Agavaceae. Flora del Valle de Tehuacán-Cuicatlán. Fascículo 88. D.F. México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México.
GBIF (2018). Global Biodiversity Information Facility. Available online at: https://www.gbif.org/
Gernandt, D. S. & Pérez-de la Rosa, J. A. (2014). Biodiversidad de Pinophyta (coníferas) en México. Revista Mexicana de Biodiversidad Supl., 85, S126−S133. https://doi.org/10.7550/rmb.32195
Google. 2018. Google Earth Pro Software 4.2. Available online at: https://www.google.com/intl/es-419/earth/.
Good-Avila, S. V., Souza, V., Gaut, B. S. & Eguiarte, L. E. (2006). Timing and rate of speciation in Agave (Agavaceae). Proceedings of the National Academy of Sciences, 103, 9124−9129. https://doi.org/10.1073/pnas.0603312103
Gutiérrez-Ortega, J. S., Salinas-Rodríguez, M. M., Martínez, J. F., Molina-Freaner, F., Pérez-Farrera, M. A., Vovides, A. P., Matsuki, Y., Suyama, Y., Ohsawa, T. A., Watano, Y. & Kajita T. (2018). The phylogeography of the cycad genus Dioon (Zamiaceae) clarifies its Cenozoic expansion and diversification in the Mexican transition zone. Annals of Botany, 121, 535−548. https://doi.org/10.1093/aob/mcx165
Halffter, G. (1964). La entomofauna americana, ideas acerca de su origen y distribución. Folia Entomológica Mexicana, 6, 1−108.
Hijmans, R. J. & Spooner, D. M. (2001). Geographic distribution of wild potato species. American Journal of Botany, 88, 2101−2112. https://doi.org/10.2307/3558435
Hijmans, R. J., Guarino, L., Bussink, C., Mathur, P., Cruz, M., Berrantes, I. & Rojas, E. (2004). DIVA-GIS versión 4. Un Sistema de Información Geográfica para el análisis de distribución de especies: Manual. Lima, Perú: Centro Internacional de la Papa, Instituto Internacional de Recursos Genéticos Vegetales.
Hipp, A. L., Manos, P. S., González-Rodríguez, A., Hahn, M., Kaproth, M., McVay, J. D., Valencia-Avalos, S. & Cavender-Bares, J. (2018). Sympatric parallel diversification of major oak clades in the Americas and the origins of Mexican species diversity. New Phytologist, 217, 439−452. https://doi.org/10.1111/nph.14773
Howard, C. C., Folk, R. A., Beaulieu, J. M. & Cellinese, N. (2019). The monocotyledonous underground: global climatic and phylogenetic patterns of geophyte diversity. American Journal of Botany, 106, 1−14. https://doi.org/10.1002/ajb2.1289
INEGI. (2010). Archivo histórico de localidades geoestadísticas. Available online at: https://www.inegi.org.mx/
Laffan, S. W. & Crisp, M. D. (2003). Assessing endemism at multiple spatial scales, with an example from the Australian vascular flora. Journal of Biogeography, 30, 511−520. https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.2003.00875.x
Laffan, S. W., Lubarsky, E. & Rosauer, D. F. (2010). Biodiverse, a tool for the spatial analysis of biological and related diversity. Ecography, 33, 643−647.
López-Ferrari, A. R. & Espejo-Serna, A. (1995). Anthericaceae. Flora de Veracruz: Fascículo 86. Xalapa, Veracruz, México: Instituto de Ecología A. C.
López-Ferrari, A. R., Espejo-Serna, A. & Ceja-Romero, J. (2002). Una nueva especie de Echeandia (Anthericaceae) de Guerrero, México. Novon, 12, 77−79. https://doi.org/10.2307/3393242
Mastretta-Yanes, A., Moreno-Letelier, A., Piñero, D., Jorgensen, T. H. & Emerson, B. C. (2015). Biodiversity in the Mexican highlands and the interaction of geology, geography and climate within the Trans-Mexican Volcanic Belt. Journal of Biogeography, 42, 1586−1600. https://doi.org/10.1111/jbi.12546
McKain, M. R., McNeal, J. R., Kellar, P. R., Eguiarte, L. E., Pires J. C. & Leebens-Mack J. (2016). Timing of rapid diversification and convergent origins of active pollination within Agavoideae (Asparagaceae). American Journal of Botany, 103, 1717−1729. https://doi.org/10.3732/ajb.1600198
Morrone, J. J. (2014). Biogeographical regionalization of the Neotropical region. Zootaxa, 3782, 4−110. https://doi.org/10.11646/zootaxa.3782.1.1
Morrone, J. J. (2017). Biogeographic regionalization of the Sierra Madre del Sur province, Mexico. Revista Mexicana de Biodiversidad, 88, 710−714. https://doi.org/10.1016/j.rmb.2017.07.012
Morrone, J. J., Escalante, T. & Rodríguez-Tapia, G. (2017). Mexican biogeographic provinces: map and shapefiles. Zootaxa, 4277, 277−279. https://doi.org/10.11646/zootaxa.4277.2.8
Munguía-Lino, G., Vargas-Amado, G., Vázquez-García, L. M. & Rodríguez, A. (2015). Riqueza y distribución geográfica de la tribu Tigridieae (Iridaceae) en Norteamérica. Revista Mexicana de Biodiversidad, 86, 80−98. https://doi.org/10.7550/rmb.44083
Phillips, S. J. & Wentworth, P. (2000). A natural history of the Sonoran Desert. Tucson, Arizona, USA: Arizona-Sonora Desert Museum Press.
Pires, J. C., Maureira, I., Givnish, T. J., Sytsma, K. J., Seberg, O., Petersen, G., Davis, J. I., Stevenson, D. W., Rudall, P. J., Fay M. F. & Chase M. W. (2006). Phylogeny, genome size, and chromosome evolution of Asparagales. Aliso, 22, 287−304.
https://doi.org/10.5642/aliso.20062201.24
Rodríguez, A. & Castro-Castro, A. (2005). Notas sobre Echeandia pihuamensis, E. robusta y E. sinaloensis y estado de conservación de las especies mexicanas. Ibugana, 13, 3−9.
Rodríguez, A. & Ortiz-Catedral, L. (2013). Echeandia novogaliciana and E. crudeniana (Anthericaceae): two new species from western Mexico. Brittonia, 65, 345−350. https://doi.org/10.1007/s12228-012-9293-6
Rodríguez, A., Castro-Castro, A., Vargas-Amado, G., Vargas-Ponce, O., Zamora-Tavares, P., González-Gallegos, J., Carrillo-Reyes, P., Anguiano-Constante, M., Carrasco-Ortiz, M., García-Martínez, M., Gutiérrez-Rodríguez, B., Aragón-Parada, J., Valdés-Ibarra, C. & Munguía-Lino, G. (2018). Richness, geographic distribution patterns, and areas of endemism of selected angiosperm groups in Mexico. Journal of Systematics and Evolution, 56, 537−549. https://doi.org/10.1111/jse.12457
Rodríguez, A. & Ortiz-Brunel, J. P. (2019). Echeandia jaliscensis (Asparagaceae) a new species from Jalisco, Mexico. Phytotaxa, 414, 29−34. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.414.1.3
Rzedowski, J. (1986). Vegetación de México. D. F., México: Limusa.
Rzedowski, J. (2019). Los géneros de fanerógamas que, sin ser exclusivos de México, dan carácter a su flora. Revista Mexicana de Biodiversidad, 90, e902946. http://dx.doi.org/10.22201/ib.20078706e.2019.90.2946
Salinas-Rodríguez, M. M., Estrada-Castillón, E., Villarreal-Quintanilla, J. A. (2017). Endemic vascular plants of the Sierra Madre Oriental, Mexico. Phytotaxa, 328, 1−52. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.328.1.1
Sánchez-Chávez, E., Rodríguez, A., Castro-Castro, A., Pérez-Farrera, M. A. & Sosa, V. (2019). Spatio-temporal evolution of climbing habit in the Dahlia-Hidalgoa group (Coreopsidae, Asteraceae). Molecular Phylogenetics and Evolution, 135, 166−176. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2019.03.012
Santiago-Alvarado, M., Montaño-Arias, G. & Espinosa, D. (2016). Áreas de endemismo de la Sierra Madre del Sur. In I. Luna-Vega, D. Espinosa & R. Contreras-Medina (Eds.) Biodiversidad de la Sierra Madre del Sur (pp. 431−448). Ciudad de México, México: Universidad Nacional Autónoma de México.
Sosa, V. & De-Nova, J. A. (2012). Endemic angiosperm lineages in Mexico: hotspots for conservation. Acta Botanica Mexicana, 100, 293−315. https://doi.org/10.21829/abm100.2012.38
Sosa, V., Cameron, K. M., Angulo D. F. & Hernández-Hernández, T. (2016). Life form evolution in epidendroid orchids: ecological consequences of the shift from epiphytism to terrestrial habits in Hexalectris. Taxon, 65, 235−248. https://doi.org/10.12705/652.2
Sosa, V. & Loera, I. (2017). Influence of current climate, historical climate stability and topography on species richness and endemism in Mesoamerican geophyte plants. PeerJ, 5, e3932. https://doi: 10.7717/peerj.3932
Suárez-Mota, M. E. & Villaseñor, J. L. (2011). Las compuestas endémicas de Oaxaca, México: diversidad y distribución. Boletín de la Sociedad Botánica de México, 88, 55−66. https://doi.org/10.17129/botsci.308
Thiers, B. (2020). Index Herbariorum: a global directory of public herbaria an associated staff. New York Botanical Garden´s Virtual Herbarium. Available online at: http://sweetgum.nybg.org/ih/
Torres-Miranda, A., Luna-Vega, I. & Oyama, K. (2013). New approaches to the biogeography and areas of endemism of red oaks (Quercus L., Section Lobatae). Systematic Biology, 62, 555−573.
https://doi.org/10.1093/sysbio/syt021
Udvardy, M. D. F. (1975). A classification of the Biogeographical Provinces of the World. IUCN Occasional Paper, 18, 5−46. https://doi.org/10.1017/s0376892900019226
Ulloa-Ulloa, C., Acevedo-Rodríguez, P., Beck, S., Belgrano, M. J., Bernal, R., Berry, P. E., Brako, L., Celis, M., Davidse, G., Forzza, R. C., Gradstein, S. R., Hokche, O., León, B., León-Yánez, S., Magill, R. E., Neill, D. A., Nee, M., Raven, P. H., Stimmel, H., Strong, M. T., Villaseñor, J. L., Zarucchi, J. L., Zuloaga, F. O. & Jørgensen P. M. (2017). An integrated assessment of the vascular plant species of Americas. Science, 358, 1614−1617. https://doi.org/10.1126/science.aao0398
Vargas-Amado, G., Castro-Castro, A., Harker, M., Villaseñor, J. L., Ortiz, E. & Rodríguez, A. (2013). Distribución geográfica y riqueza del género Cosmos (Asteraceae: Coreopsideae). Revista Mexicana de Biodiversidad, 84, 536−555. http://dx.doi.org/10.7550/rmb.31481
Villaseñor, J. L. (2016). Checklist of the native vascular plants of Mexico. Revista Mexicana de Biodiversidad, 87, 559−902. https://doi.org/10.1016/j.rmb.2016.06.017
Villaseñor, J. L. & Ortiz, E. (2007). La familia Asteraceae. In I. Luna, J. J. Morrone & D. Espinosa (Eds.). Biodiversidad de la Faja Volcánica Transmexicana (pp. 289−310). D.F., México: Universidad Nacional Autónoma de México.
Villaseñor, J. L. & Ortiz, E. (2014). Biodiversidad de las plantas con flores (División Magnoliophyta) en México. Revista Mexicana de Biodiversidad, 85, 134−142. http://dx.doi.org/10.7550/rmb.31987
Wallace, A. R. (1876). The geographical distribution of animals. Vol. I y II. New York, USA: Harper and Brothers.
Whittaker, R. J., Araújo, M. B., Jepson, P., Ladle, R. J., Watson, J. E. M. & Willis, K. J. (2005). Conservation Biogeography: assessment and prospect. Diversity and Distributions, 11, 3−23.
https://doi.org/10.1111/j.1366-9516.2005.00143.x
Willis, F., Moat J. & Paton, A. (2003). Defining a role for herbarium data in Red List assessments: a case study of Plectranthus from eastern and southern tropical Africa. Biodiversity and Conservation, 12, 1537−1552. https://doi.org/10.1023/A:1023679329093
