Polynemidae is a family of primarily marine fishes with eight genera and 42 extant species. The phylogenetic allocation of polynemids within Percomorphacea as well as its internal relationships are uncertain as highly conflicting hypotheses has been proposed in the literature. Many aspects of the polynemid morphology are largely unknown, with little reports in the literature about their osteology, barely any information on their myology, and no studies on the ontogeny of their skeleton. This project aimed to study different aspects of the musculoskeletal system of Polynemidae and understand its internal relationships. The most remarkable feature of polynemids is their pectoral fin divided into an upper, unmodified fin and a lower portion with rays highly modified into specialized filaments. The present analysis reveals that the main adductor and abductor muscles masses of the pectoral fin involved in such intricate structure are completely divided into two muscle segments that serve separately the pectoral-fin rays, dorsally, and pectoral filaments, ventrally. Interestingly, it is herein demonstrated that the pectoral filaments receive massive nerves specialized in gustatory reception, indicating that the polynemid pectoral filament have not only tactile but also tasting functions. Several unique specializations in the mandibular, hyopalatine and branchial musculature of polynemids are herein reported for the first time. A comprehensive cladistic analysis based on 162 morphological characters and all valid polynemid genera was performed and resulted in fully resolved new hypothesis of relationships. All genera were recovered as monophyletic except Polydactylus, which is polyphyletic. Lastly, a survey of the skeletogenesis of polynemids reveals remarkable changes during their ontogeny, such as the shifting in pectoral radial 3 and the expansion of pectoral radial 4, both transformations associated with the differentiation of the pectoral filaments. The saddle-like ossification pattern of vertebral centra 1-4 of polynemids is only shared with sciaenids and additionally supports the hypothesis of a closer relationship between these families.

Polynemidae é uma família de peixes primariamente marinhos, com oito gêneros e 42 espécies existentes. Sua posição filogenética dentro de Percomorphacea, bem como suas relações internas, são incertas visto que hipóteses altamente conflitantes foram propostas na literatura. Muitos aspectos da morfologia dos polinemídeos são amplamente desconhecidos, com poucos relatos na literatura sobre sua osteologia, quase nenhuma informação sobre sua miologia e nenhum estudo sobre a ontogenia de seu esqueleto. Este projeto teve como objetivo estudar diferentes aspectos do sistema musculoesquelético de Polynemidae e entender suas relações internas. A característica mais notável destes animais é a presença de uma nadadeira peitoral dividida em uma porção superior não modificada e uma porção inferior composta por raios altamente modificados em filamentos especializados. O presente estudo revelou que as principais massas musculares adutoras e abdutoras envolvidas nesta complexa arquitetura peitoral são completamente divididas em dois segmentos musculares, que servem separadamente os raios da nadadeira peitoral, dorsalmente, e os filamentos peitorais, ventralmente. Curiosamente, é aqui demonstrado que os filamentos peitorais recebem nervos maciços especializados em recepção gustativa, indicando que tais filamentos possuem não somente funções táteis, mas também gustativas. Diversas especializações únicas na musculatura mandibular, hiopalatina e branquial dos polinemídeos são relatadas pela primeira vez. Uma análise cladística abrangente, baseada em 162 caracteres morfológicos e em todos os gêneros de polinemídeos válidos, foi realizada e resultou em uma nova hipótese de relacionamento totalmente resolvida. Todos os gêneros foram recuperados como monofiléticos, exceto Polydactylus, que foi recuperado como polifilético. Por fim, um levantamento da esqueletogênese dos polinemídeos revela mudanças notáveis durante sua ontogenia, como o deslocamento do terceiro radial e a expansão do quarto radial, ambas transformações associadas à diferenciação dos filamentos peitorais. O padrão de ossificação "saddle-like" dos centros vertebrais 1-4 de polinemídeos é compartilhado apenas com os scianídeos, suportando a hipótese de um relacionamento mais próximo entre essas famílias.