Phocidae fósiles de la formación Bahía Inglesa, región de Atacama, Chile

Abstract

Los pinnípedos (lobos marinos, focas y morsas) son un grupo de mamíferos marinos del Orden Carnívora que están presentes en todos los océanos excepto el Océano Índico. Actualmente, las comunidades de pinnípedos a lo largo de América del Sur están constituidas casi completamente por otáridos (lobos y leones marinos). En contraste, los fócidos (focas y elefantes marinos) se encuentran restrictos a la zona más austral del Hemisferio Sur (Antárctica e Islas subantárcticas), con la excepción de algunas colonias de Mirounga leonina (foca elefante del Sur) ubicadas en las costas de la Patagonia, Argentina. Este patrón biogeográfico contrasta con el registro paleontológico de América del Sur entre el Mioceno Medio y el Plioceno Temprano (10-3 Ma), el cual está íntegramente compuesto por fócidos, siendo estos reemplazados por otáridos en algún momento posterior al Plioceno Temprano. En este contexto, la colecta de nuevos materiales fósiles provenientes de dos localidades (Formación Bahía Inglesa y la unidad Estratos de Caldera) de la Cuenca de Caldera (Región de Atacama) refinan el tiempo de ocurrencia de este recambio faunístico entre el Plioceno Medio y el Pleistoceno Medio. En específico, reportamos el hallazgo de restos de fócidos indeterminados y de Otariidae de dos localidades del área de Caldera correspondiendo, respectivamente, al registro más reciente y más antiguo de dichas familias en la costa de Chile. A partir de esta nueva evidencia fósil planteamos que la transición entre ambas familias estuvo influenciada por diversos cambios ambientales (ej. climáticos, tectónicos) asociados a la transición Plioceno-Pleistoceno. Además se propone dos posibles historias para la ocurrencia de este recambio faunístico y hacemos una breve referencia a la ocurrencia de este tipo de recambios de la fauna de pinnípedos como un evento más amplio ocurrido en el Hemisferio Sur. En América del Sur se han descrito 5 especies de fócidos primitivos provenientes del Mioceno Medio de Argentina (Kawas benegasorum y Properiptycus argentinus), y del Mioceno Medio-Plioceno Temprano de Chile y Perú (Acrophoca longirostris, Piscophoca pacifica y Hadrokirus martini, este último solo reportado en Perú). En Chile, Formación Bahía Inglesa (FBI; Mioceno Medio-Plioceno Superior), una de las más importantes unidades marinas del Neógeno, ha registrado una significativa presencia de restos fósiles de pinnípedos los cuales permanecían mayormente sin ser estudiados. Un estudio morfológico de dichos restos resultó en la identificación de al menos 7 focas diferentes, entre las que se incluyen 5 nuevos morfotipos de focas no conocidos hasta ahora, siendo esta la comunidad de fócidos más diversa hasta ahora reportada, tanto en el registro fósil como en el actual. Además, realizamos un análisis morfométrico de 80 restos dentarios incluidos en 9 diferentes taxa de Phocidae (fósiles y modernos) y dos especímenes de FBI (identificados como nuevos morfotipos en el análisis morfológico cualitativo). El análisis de componentes principales (PCA por su sigla en inglés) mostró que las principales diferencias entre los principales grupos están asociadas al largo de la rama horizontal y la altura del dentario. El Análisis de varianza canónica corroboró los resultados del PCA, dando además nuevas luces sobre la variación intra e interespecífica en fócidos. Por otro lado, un análisis bivariado de las medidas obtenidas más importantes, demostró la correlación de éstas en los diferentes taxa. A partir de estos resultados, identificamos las características significativas más importantes para la diferenciación de los diferentes grupos de fócidos, los cuales deberán ser considerados en la diagnosis de nuevas especies.

Pinnipeds (fur seals, true seals and the walrus) are a group of marine mammals included in the Order Carnivora that are present in all oceans (except in the Indian Ocean). Currently, the pinniped communities along the coast of South America are constituted almost entirely by otariids (fur seals and sea lions). In contrast, phocids (true seals and elephant seals) are restricted to the southernmost part of the Hemisphere (Antarctic and Subantarctic islands), with the exception of some colonies of the Southern Elephant Seal (Mirounga leonina) located in Patagonia, Argentina. However, this current biogeographic pattern contrast with the paleontological record of pinnipeds from the middle Miocene until the Pliocene (10-3 Ma.), which is composed by phocids, being replaced by otariids in some time after the early Pliocene. In this context, the collect of new fossil materials from two different localities in the Caldera Basin (Atacama Region), refine the timing of the occurrence of this faunal turnover. Specifically, we report the finding of fossil remains of some indeterminate phocids and of cf. Otaria flavescens from two localities of the Caldera Basin, being, the most recent and the older record of these families in Chile, respectively. Thus, based in this new fossil evidence, we propose that the transition between the families were influenced for diverse environment changes (e.g. climatic, tectonic, etc), associated to the Plio-Pleistocene transition. Also, we propose two posibles mechanisms for the occurrence of this faunal turnover and we do a brief reference to this regional event as a wider event occurred in the Southern Hemisphere. In South America, it has been described only 5 species of primitive phocids from Argentina (Kawas benegasorum y Properiptycus argentinus), Chile and Peru (Acrophoca longirostris, Piscophoca pacifica y Hadrokirus martini, this later only reported in Peru). In Chile, Bahía Inglesa Formation, is one of the most important Neogene marine Units and has shown an important occurrence of fossil remains of pinnipeds, which remained mostly undescribed. A morphological study of these material, resulted in the identified of, at least, 7 different seals, including 5 new morphotypes hitherto unknown, being the community of phocids most diverse ever described until now. Were also performed, a morphometric analysis of 80 dentaries remains, included in 9 different taxa of phocids (modern and fossils) and two Bahia Inglesa Formation specimens (previously identified as new morphotypes in the qualitative morphological analysis). The Principal Componente Analysis (PCA) showed that the principal differences among the groups are associated to the lenght of the horizontal ramus of the dentary and the height of the coronoid process. The Canonical Variance Analysis corroborated the result of the РСА and gave new insights about the intra and interspecific variation. Secondly, a bivariate analysis was performed considering the most important variables and demonstrated the correlation between that among the taxa. From these results, we identified the most significative characters for the differentiation of the different groups, which should be considered in the diagnosis of new taxа.