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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Skulls are complex morphological structures that exhibit phenotypic plasticity and adaptations to different functions and processes, and are under different pressures, such as the geographical or environmental ones. South America is a latitudinal broad continent, encompassing a variety of biomes and climatic conditions, revealing ecomorphological variations in many mammal species. The main objective of this study was to investigate ecogeographical patterns and determinant factors related to cranial variations in species and genera of mammals with wide geographic distribution in South America (Marsupialia, Xenarthra and Glires), based on size and shape data. From skull photographs of 1.017 specimens in the ventral view in scientific collections, geometric morphometric techniques were used to understand skull variation within the different groups. Two species of marsupials were studied in Chapter I, Caluromys philander and C. lanatus, which were similar in shape, showing similar phenotypic trajectories. The effect of size on shape (allometry) was important for C. lanatus, helping biomechanically in environments southern Amazonia. In addition, the two species were spatially structured, also showing great environmental influence (especially temperature), following the inverse of the Bergmann’s rule. In Chapter II, three species of the Xenarthra superorder (Bradypus variegatus, Tamandua tetradactyla, and Dasypus novemcinctus) presented a weak allometric influence. However, geographical (neutral) factors influenced the shape of B. variegatus and the size of T. tetradactyla, which could be a reflection of the low mobility and dispersion capacity of both species. Importantly, the environmental influence (niche) affected the three species, most notably B. variegatus (which follows the Bergmann’s rule), and D. novemcinctus (highly mobile species, being locally affected by the environment). Chapter III deals with the taxa Cuniculus paca, Hydrochoerus hydrochaeris, Nectomys spp., and Sylvilagus brasiliensis. Allometry was present notably for the genus Nectomys, suggesting an association with the sexual dimorphism found only in this genus. The environmental influence was noticeable for highly dispersive and large body size species, such as H. hydrochaeris and C. paca. These two species were also affected by spatial filters (geography), but to a lesser extent, as occurred for the other two taxa. Finally, Chapter IV addressed more specifically the masticatory apparatus (molar series and zygomatic arch) of the species of Rhipidomys and Nectomys genus. The interspecific distinction within each genus was visible for some species of Rhipidomys (size and shape), whereas the species of Nectomys presented weak disparity. In relation to the biogeographical hypotheses, the phenotypic response of each genus was divergent, with Rhipidomys shape being related to the primary productivity, and the Nectomys size related mainly to precipitation and temperature. These distinct results suggest different responses according to constraints and ecological attributes of each genus (specialist and generalist, respectively). In general, the results found in this study suggest that the response of each taxon to the various influences suffered is not necessarily the same, but depends on its characteristics and particularities that induce different cranial modifications. Os crânios são estruturas morfológicas complexas que apresentam plasticidade fenotípica e adaptações a diferentes funções e processos e estão sob diferentes pressões, como as geográficas ou ambientais. A América do Sul é um continente latitudinalmente amplo, abrangendo uma variedade de biomas e condições climáticas, revelando variações ecomorfológicas em muitas espécies de mamíferos. O principal objetivo deste estudo foi investigar padrões biogeográficos e fatores determinantes relacionados a variações cranianas em espécies e gêneros de mamíferos com ampla distribuição geográfica na América do Sul (Marsupialia, Xenarthra e Glires), com base em dados de tamanho e forma. A partir de fotografias cranianas de 1,017 espécimes na vista ventral em coleções científicas, técnicas de morfometria geométrica foram usadas para entender a variação do crânio nos diferentes grupos. Duas espécies de marsupiais foram estudadas no Capítulo I, Caluromys philander e C. lanatus, as quais foram semelhantes na forma, demonstrando trajetórias fenotípicas similares. O efeito do tamanho na forma (alometria) foi importante para C. lanatus, ajudando biomecanicamente em ambientes ao sul da Amazônia. Ainda, as duas espécies foram estruturadas espacialmente, além de demonstrarem grande influência ambiental (especialmente temperatura), seguindo o inverso a Regra de Bergmann. No Capítulo II, três espécies da superordem Xenarthra (Bradypus variegatus, Tamandua tetradactyla, e Dasypus novemcinctus) apresentaram uma fraca influência alométrica. Entretanto, fatores geográficos (neutros) influenciaram a forma de B. variegatus e o tamanho de T. tetradactyla, o que poderia ser um reflexo da baixa capacidade de mobilidade e dispersão de ambas as espécies. Mais importante, a influência ambiental (nicho) afetou as três espécies, com destaque para B. variegatus (seguindo a regra de Bergmann), e D. novemcinctus (espécie altamente móvel, sendo afetada localmente pelo ambiente). O Capítulo III trata da variação da forma dos táxons Cuniculus paca, Hydrochoerus hydrochaeris, Nectomys spp., e Sylvilagus brasiliensis. A alometria esteve presente notoriamente para o gênero Nectomys, sugerindo uma associação com o dimorfismo sexual encontrado apenas neste gênero. A influência ambiental foi perceptível para as espécies altamente dispersivas e com grande tamanho corporal, como H. hydrochaeris e C. paca. Essas duas espécies também foram afetadas pelos filtros espaciais (geografia), mas em menor grau, como ocorreu para os outros dois táxons. E por fim, o Capítulo IV abordou mais especificamente o aparato mastigatório (conjunto dos molares e arco zigomático) das espécies dos gêneros Rhipidomys e Nectomys. A distinção interespecífica dentro de cada gênero foi visível para algumas espécies de Rhipidomys (tamanho e forma), enquanto as espécies de Nectomys apresentaram fraca disparidade. Em relação às hipóteses biogeográficas, a resposta fenotípica de cada gênero foi divergente, com a forma de Rhipidomys relacionada com a produtividade primária, e o tamanho de Nectomys relacionado com a precipitação e temperatura. Esses resultados distintos sugerem respostas diferentes de acordo com restrições e atributos ecológicos de cada gênero (especialista e generalista respectivamente). De modo geral, os resultados encontrados neste estudo sugerem que a resposta de cada táxon frente às várias influências sofridas não é necessariamente a mesma, mas depende de suas características e particularidades que induzem a modificações cranianas distintas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Tribosphenic molars are considered major innovations of mammals and are related to different structures and variables that may explain their adaptation. The aim of this study was to verify the relationship of body size, mandible shape and diet variables and all four molars of didelphid marsupials in a phylogenetic approach. Geometric morphometric analysis of shape of the lower molars were performed on 261 specimens, 130 females and 131 males, containing a total of 14 genera and 37 species of the Didelphidae family. Twenty- four anatomical landmarks were used to describe the shape of the molars, and twenty-three for the mandible. The body size was estimated from values of molar size (lnCS) and diet was categorized through the literature. All analyzes were performed separately for males and females due to sexual dimorphism. Regressions were performed between the shape of molars and the explanatory variables body size, mandible shape and diet. An analysis of Variation Partitioning was applied to test the explanation portion of each variable. The phylogenetic effect on shape was controlled in such analyses with the method of phylogenetic generalized least squares (PGLS). For females the diet has a major influence on the molars (30.1%), followed by body size (9.3%) and mandibular shape (2.7%), whereas for males the diet has also a lot of influence (31.4%), body size (10.3%) and mandibular shape (28.5%). The configuration of molars due to diet showed greater deformity in a gradient, showing increased size from the first to the fourth molar area (greater m4) for more faunivorous/omnivorous species and, contrarily, a decrease in size toward the lower m4 for frugivorous/omnivorous species. Variation Partitioning in the diet was more explanatory for females (18.6%) and mandibular shape (13.8%); and the interaction of mandibular shape with diet was more important for males (19.3%). The explanation of diet for both sexes, although significant, has a strong influence of phylogenetic relatedness, while both mandibular shape and body size for males show no such influence of phylogeny. The great difference in the results for both sexes highlights the importance of life style influencing differentially females and males. The variation of the non-uniform molar shape exposes what is already seen in the literature: that didelphids have not a fully exclusive diet. Thus, it is possible to realize the importance of molars in both function and phylogenetic history. Os molares tribosfênicos são considerados grandes inovações dos mamíferos e se relacionam com diversas estruturas e variáveis as quais podem explicar a sua adaptação. O objetivo deste estudo foi verificar a importância da relação do tamanho corporal, da forma mandibular e da dieta, sob enfoque filogenético, no conjunto dos quatro molares inferiores dos marsupiais didelfídeos. Análises de morfometria geométrica da forma dos molares inferiores foram realizadas em 261 espécimes, 130 fêmeas e 131 machos, contemplando no total 14 gêneros e 37 espécies da família Didelphidae. Vinte e quatro marcos anatômicos foram estimados para descrever a forma dos molares; vinte e três para a mandíbula. O tamanho corporal foi estimado a partir de valores de tamanho molar (lnCS) e a dieta foi categorizada através de dados da literatura. Todas as análises foram realizadas separadamente para fêmeas e machos devido ao dimorfismo sexual. Regressões foram realizadas entre a forma dos molares e as variáveis tamanho corporal, forma mandibular e dieta. Uma análise de Partição de Variância foi aplicada para testar a porção de explicação de cada variável. E controlando o efeito filogenético sobre a forma, o método utilizado foi o de mínimos quadrados generalizados filogenéticos (PGLS). Para fêmeas a dieta apresenta grande influência sobre os molares (30.1%), seguido do tamanho corporal (9.3%) e forma mandibular (2.7%); enquanto para machos a dieta também possui muita influência (31.4%), o tamanho corporal (10.3%) e a forma mandibular (5.3%). A conformação dos molares devido a dieta mostrou maior deformidade, em um gradiente, evidenciando para espécies mais faunívoras/onívoras um aumento em tamanho de área do primeiro ao quarto molar (m4 maior) e espécies frugívoras/onívoras uma diminuição nos mesmos (m4 menor). Na Partição de Variância, a dieta foi mais explicativa para fêmeas (18.6%) e a forma mandibular (13.8%), bem como a interação dessa com a dieta para machos (19.3%). A explicação da dieta para ambos os sexos, apesar de significativa, apresenta forte influência da proximidade filogenética, enquanto a forma mandibular de ambos e tamanho corporal de machos não apresentam essa influência na sua explicabilidade. A maior diferença nos resultados para os sexos evidencia os hábitos de vida distintos, e o quanto essas pressões influenciam de formas variadas fêmeas e machos. Já a variação da forma molar não uniforme expõe o já constatado na literatura de que didelfídeos não apresentam uma dieta totalmente exclusiva. Sendo assim, é possível perceber a importância dos molares em expressar tanto a função quanto a história filogenética.