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Los grandes cetáceos como la ballena jorobada Megaptera novaeangliae y el cachalote Physeter macrocephalus fueron fuertemente explotados por la caza. Inicialmente en el siglo 19 en áreas tropicales, donde se ubican sus sitios de anidación y posteriormente en aguas antárticas y subantárticas en sus áreas de alimentación y corredores migratorios durante el siglo 20. La ballena jorobada realiza una migración anual en el hemisferio sur moviéndose desde sus áreas de anidación invernales en aguas tropicales hasta las áreas de alimentación a mayores latitudes en verano. Por su lado el cachalote presenta una estructuración inusual donde hay migración diferencial según edad y sexo. Las hembras con sus crías jóvenes no abandonan las áreas tropicales y templadas de anidación, estableciéndose asociaciones parcialmente matrilineales estructuradas a su vez en clanes acústicos. Mientras que los machos al alcanzar la madurez sexual abandonan gradualmente las zonas tropicales dirigiéndose a zonas polares en grupos de forrajeo. Se desconoce si el regreso de los machos a las zonas tropicales de apareamiento sigue un patrón migratorio particular. La ballena jorobada y el cachalote se encuentran con algún nivel de protección y su caza está prohibida a nivel mundial. Sus poblaciones atraviesan una lenta recuperación y actualmente los ejemplares de estas especies suelen ser avistados en lugares que no se consideraban dentro de su distribución. En el presente trabajo se caracterizaron genéticamente ejemplares de ambas especies que se encontraron varados en el Golfo San Jorge, Provincia de Santa Cruz (Patagonia Argentina) con el propósito de identificar el sexo, así como la procedencia de los individuos muestreados. Se puso a punto la técnica de extracción de ADN a partir de muestras de tejido muscular. Se amplificaron eficientemente marcadores moleculares específicos del sexo, así como también un fragmento de la región control del ADN mitocondrial (486pb). Nuestros resultados indican que los individuos migrantes analizados son machos identificando probables regiones anidadoras de procedencia. La información proveniente de estudios de variabilidad empleando marcadores genéticos brindaron información de interés acerca de la estructura poblacional de estas especies con alta movilidad y amplia distribución geográfica.