Caracterización genético-poblacional y variabilidad morfológica de Pinnaxodes chilensis (Decápoda: Pinnotheridae) en la Costa Oriental del Pacífico Sur.
Loxechinus albus
Ojeda, F. R.
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2014/fcr942c/doc/fcr942c.pdf
Hasta ahora, la variada comprensión de historias de vida y distribución geográfica de linajes genéticos se han basado principalmente en organismos de vida libre. De aquí que especies parásitas y/o comensales, habitantes de micro ambientes muy específicos, constituyen un excelente modelo biológico para avanzar en este conocimiento. En el ambiente marino el modo de desarrollo (especialmente el tiempo que dura la larva en el plancton), sin duda, juega un papel crítico en el gobierno de la estructura genética y filogeográfica. Pero además, dichos patrones se ven fuertemente influenciados por las interacciones entre el pasado y presente, las historias de vida y las limitaciones ambientales. Para la costa Oriental del Pacífico Sur (PSO) poco se sabe respecto de los mecanismos que han dado forma a la distribución geográfica de la variación genético-morfológica y al patrón espacial de evolución de muchas especies. Aquí se proporcionó el primer estudio filogeográfico-morfológico de un organismo comensal ampliamente distribuido en este rango costero; el brachyuro Pinnaxodes chilensis. Características excepcionales definen a P. chilensis como un buen modelo para dilucidar patrones de conectividad y variabilidad en la forma a lo largo de regiones biogeográficas: (1) su amplio rango distribucional atraviesa las dos zonas transicionales descritas para el PSO; (2) cuenta con fase larval dispersiva; (3) se evidencia variación latitudinal en rasgos reproductivos con aparente plasticidad morfológica; y (4) es comensal del erizo comestible Loxechinus albus, situado entre las especies de mayor importancia socioeconómica para Chile. la subunidad I del marcador molecular Citocromo Oxidasa c (COI) en conjunto con herramientas de morfometría clásica, se evaluó los patrones en cuestión considerando 15 localidades distribuidas usando los 23°S hasta los 54°S. Los resultados poblacionales demostraron un patrón latitudinal de prevalencia que disminuye hasta cero de norte a sur. Correlación significativa con la temperatura superficial estaría determinando altas prevalencias a bajas latitudes producto del estímulo térmico que ejerce la temperatura sobre el crecimiento y desarrollo de P. chilensis. La frecuencia de 11,4% respecto del total de individuos encontrados, evidencia la presencia de machos comensales a lo largo de regiones, cuya proporción sexual de 1 macho: 7,6 hembras, apuntan a una falta de sincronía en el ciclo reproductivo. Por otro lado, las variables biométricas revelaron que el 95% de la variabilidad morfológica total está representada por el tercer segmento abdominal, con ausencia regional de estructura. Fluctuaciones ambientales locales estarían provocando una variabilidad morfológica “entre” las localidades del rango estudiado. Por fin, el espacio físico disponible para la acumulación de huevos, como la pequeña cantidad de carbonato calcio depositado en el exoesqueleto, permitirían a este segmento tener mayor plasticidad frente a los diferenciales ritmos de incubación y variación ambiental. La caracterización genética de P. chilensis reveló un alto número de haplotipos de baja frecuencia, que describió su alta heterocigocidad y baja diversidad nucleotídica. Estos índices de diversidad genética, por un lado, respondían a la alta tasa mutacional de P. chilensis y, por otro, al gran tamaño efectivo de la hembra. Los resultados de AMOVA jerárquico indicaron bajo nivel de divergencia genética entre localidades y entre regiones biogeográficas. La evidente homogeneidad genética observada y la alta frecuencia de un haplotipo, sugiere que P. chilensis no presenta subpoblaciones en todo el rango geográfico (posible panmixia). La distribución espacial de haplotipos en forma “estrellada”, los valores negativos y significativos de neutralidad y distribución desajuste unimodal, son consistentes con un patrón evolutivo de expansión poblacional para P. chilensis a partir de un número limitado de fundadores. Posiblemente el último máximo glacial (UMG) permitió que poblaciones del extremo norte hayan persistido y recolonizado lugares extintos de la zona sur-austral, provocando una migración asimétrica de haplotipos que en conjunto al “transporte unidireccional Norte-Sur” de corrientes a macro-escala , habrían generado un aumento de la diversidad genética del extremo sur. Por lo tanto, mutaciones producidas al sur del rango no serán transportadas en dirección opuesta, estableciendo entonces la existencia de haplotipos únicos en esta región. Rasgos e inferencias de historia de vida de P. chilensis como: (1) dimorfismo sexual; (2) razón sexual distinta de 1:1; (3) alometría de quelíceros; y (4) un eventual visitador machista; Serán factores contribuyentes a la alta diversidad genética observada. La fase larval dispersiva de P. chilensis tendría una exposición prolongada en la columna de agua, suficiente para permitir un flujo de genes ininterrumpido a lo largo de los 3.030 km de costa. Esto nos indica que los procesos oceanográficos que actúan como filtros regionales en el intercambio genético para muchas especies, no afectan a P. chilensis o son lo suficientemente permeables como para formar estructuración.
Hasta ahora, la variada comprensión de historias de vida y distribución geográfica de linajes genéticos se han basado principalmente en organismos de vida libre. De aquí que especies parásitas y/o comensales, habitantes de micro ambientes muy específicos, constituyen un excelente modelo biológico para avanzar en este conocimiento. En el ambiente marino el modo de desarrollo (especialmente el tiempo que dura la larva en el plancton), sin duda, juega un papel crítico en el gobierno de la estructura genética y filogeográfica. Pero además, dichos patrones se ven fuertemente influenciados por las interacciones entre el pasado y presente, las historias de vida y las limitaciones ambientales. Para la costa Oriental del Pacífico Sur (PSO) poco se sabe respecto de los mecanismos que han dado forma a la distribución geográfica de la variación genético-morfológica y al patrón espacial de evolución de muchas especies. Aquí proporcionamos el primer estudio filogeográfico-morfológico de un organismo comensal ampliamente distribuido en este rango costero; el brachyuro Pinnaxodes chilensis. Características excepcionales definen a P. chilensis como un buen modelo para dilucidar patrones de conectividad y variabilidad en la forma a lo largo de regiones biogeográficas: (1) su amplio rango distribucional atraviesa las dos zonas transicionales descritas para el PSO; (2) cuenta con fase larval dispersiva; (3) se evidencia variación latitudinal en rasgos reproductivos con aparente plasticidad morfológica; y (4) es comensal del erizo comestible Loxechinus albus, situado entre las especies de mayor importancia socioeconómica para Chile. Usando la subunidad I del marcador molecular Citocromo Oxidasa c (COI) en conjunto con herramientas de morfometría clásica, se evaluó los patrones en cuestión considerando 15 localidades distribuidas desde los 23°S hasta los 54°S. Los resultados poblacionales demostraron un patrón latitudinal de prevalencia que disminuye hasta cero de norte a sur. Correlación significativa con la temperatura superficial estaría determinando altas prevalencias a bajas latitudes producto del estímulo térmico que ejerce la temperatura sobre el crecimiento y desarrollo de P. chilensis. La frecuencia de 11,4% respecto del total de individuos encontrados, evidencia la presencia de machos comensales a lo largo de regiones, cuya proporción sexual de 1 macho: 7,6 hembras, apuntan a una falta de sincronía en el ciclo reproductivo. Por otro lado, las variables biométricas revelaron que el 95% de la variabilidad morfológica total está representada por el tercer segmento abdominal, con ausencia regional de estructura. Fluctuaciones ambientales locales estarían provocando una variabilidad morfológica “entre” las localidades del rango estudiado. Por ende, el espacio físico disponible para la acumulación de huevos, como la pequeña cantidad de carbonato calcio depositado en el exoesqueleto, permitirían a este segmento tener mayor plasticidad frente a los diferenciales ritmos de incubación y variación ambiental. La caracterización genética de P. chilensis reveló un alto número de haplotipos de baja frecuencia, que describen su alta heterocigocidad y baja diversidad nucleotídica. Estos índices de diversidad genética, por un lado, responderían a la alta tasa mutacional de P. chilensis y, por otro, al gran tamaño efectivo de la hembra. Los resultados de AMOVA jerárquico indicaron bajo nivel de divergencia genética entre localidades y entre regiones biogeográficas. La evidente homogeneidad genética observada y la alta frecuencia de un haplotipo, sugiere que P. chilensis no presente sub-poblaciones en todo el rango geográfico (posible panmixia). La distribución espacial de haplotipos en forma “estrellada”, los valores negativos y significativos de neutralidad y distribución mismatch unimodal, son consistentes con un patrón evolutivo de expansión poblacional para P. chilensis a partir de un limitado número de fundadores. Posiblemente el ultimo máximo glacial (UMG) permitió que poblaciones del extremo norte hayan persistido y recolonizado lugares extintos de la zona sur-austral, provocando una migración asimétrica de haplotipos que en conjunto al “transporte unidireccional Norte-Sur” de corrientes a macro-escala, habrían generado un aumento de la diversidad genética del extremo sur. Por lo tanto, mutaciones producidas al sur del rango no serían transportadas en dirección opuesta, estableciendo entonces la existencia de haplotipos únicos en esta región. Rasgos e inferencias de historia de vida de P. chilensis como: (1) dimorfismo sexual; (2) razón sexual distinta de 1:1; (3) alometría de quelíceros; y (4) un eventual macho visitador; serían factores contribuyentes a la alta diversidad genética observada. La fase larval dispersiva de P. chilensis tendría una exposición prolongada en la columna de agua, suficiente para permitir un flujo de genes ininterrumpido a lo largo de los 3.030 km de costa. Esto nos indica que los procesos oceanográficos que actúan como filtros regionales en el intercambio genético para muchas especies, no afectan a P. chilensis o son lo suficientemente permeables como para formar estructuración.
