Restricted gene flow in the euralyne native crab Cyrtograpsus angulatus along its latitudinal gradient on the Southwestern Atlantic coast

BERENICE TROVANT; ALVAREZ GALLEGO, FLORENCIA; IVANNA TOMASCO; DANIEL E. RUZZANTE; BASSO, NÉSTOR G.

Cleveland, Ohio

Congreso; Evolution; 2022

American Society of Naturalists, the Society for the Study of Evolution and the Society of Systematic Biologists

La estructura genética de las poblaciones está determinada tanto por el ciclo de vida, si es directo o indirecto, como por cuántos estadios larvales tiene. Cuanto mayor es el tiempo de vida larval mayor es el potencial de dispersión esperado. Muchos autores apoyan la idea de que la conectividad de las poblaciones puede estimarse directamente del potencial de dispersión que tienen las especies por sus estadios larvales, mientras que otros autores, creen que las condiciones físico ambientales también juegan un papel importante en determinar la estructura genética de las poblaciones. Como, por ejemplo, las características oceanográficas, el comportamiento larval migratorio, las barreras físicas y ambientales como la temperatura o salinidad. Estos dos factores van a generar un aislamiento de las de las poblaciones donde van a actuar distintos procesos microevolutivos diferenciándolas aún más con el tiempo y generando estructura genética. Cyrtograpsus angulatus es una especie nativa de ambas costas de sudamérica, es un sistema de estudio muy interesante y útil para investigar como el ciclo de vida y los factores ambientales afectan la estructura genética de las poblaciones, ya que tiene ciertas características complejas que la hacen interesante. Es marina y estuarial, tienen un rango amplio de temperatura, un ciclo de vida indirecto con cinco etapas larvales y una potencial barrera el flujo génico que es el río de la plata a lo largo de su distribución. Una migración diádroma larval en los estuarios registrados para la laguna de Mar Chiquita, en la provincia de Buenos aires. Esto significa que la larva migra al mar a alimentarse, donde se transforma hasta el estadio de Megalopa, la cual retorna a la zona estuarial y se convierte en Juvenil y luego, en Adulto y vive en esa área.Hubo un hallazgo muy interesante de esta especie en el Río Chubut, a 100 kilómetros de su desembocadura. Lo interesante es que los embriones de esta especie no soportarían salinidades de cero ppm, por lo tanto, tendría que existir de alguna forma alguna migración de los adultos o una adaptación local al agua dulce. La migración tendría que ser a la zona estuarial para la reproducción. Existe un registro de una especie de la misma familia con un tipo de migración catádromo, donde los juveniles y adultos viven en agua dulce y luego de un tiempo, migran a la zona estuarial a reproducirse, donde se produce la eclosión larval. Estas larvas migran al mar, pero se mantienen en una zona cercana al estuario. Luego de transformarse en Megalopa, se asienta bentónicamente y se transforma en juvenil, el cual migra río arriba y vive durante algún tiempo y así se cumple un ciclo de migración catádroma, la cual no está reportada para esta especie. Los objetivos de trabajo son: Estudiar la diversidad y estructura genética de esta especie utilizando el marcador citocromo oxidasa 1, a una escala mayor a lo largo de su distribución en el Atlántico Sudoccidental y establecer cuál es su relación con las potenciales barreras al flujo génico. La hipótesis planteada es que las diferencias genéticas a lo largo la distribución geográfica reflejan un aislamiento por distancia. Por lo tanto, cuando aumento la distancia geográfica aumentaría también la diferenciación genética. Y a una escala menor, a lo largo del Río Chubut, con el objetivo de inferir acerca de una posible migración de los adultos a la zona historial para su reproducción. La hipótesis planteada es que las diferencias genéticas a lo largo del río estarían reflejando esta migración. Entonces esperaríamos encontrar que las localidades a lo largo del río no tengan diferenciación genética. Las localidades muestreadas fueron siete en total, acá les muestro 5: Montevideo en Uruguay, Mar Chiquita en la provincia de Buenos Aires, Carmen de patagones en Río negro, 28 de julio en el Río Chubut y en la provincia de Chubut, Puerto Deseado en Santa Cruz. En el Río Chubut se agregaron dos localidades, Trelew y Puerto Rawson. Se utilizaron dos trampas y como carnada utilizamos carcasa de pollo y obtuvimos 20 individuos por localidad. En cuanto a la metodología, se utilizó tejido muscular de los pereiópodos y se extrajo el ADN con una técnica de sales, luego, se amplificó el gen Citocromo oxidasa 1 y luego, para la purificación y secuenciación las muestras fueron enviadas a Macrogen Korea. Los análisis de ADN incluyeron una prueba de saturación, índices de diversidad, redes de haplotipos, el cálculo de los Fst pareados, el test de Mantel para ver aislamiento por distancia y AMOVA y Geneland para ver estructura. En cuanto a los resultados, el test de saturación indicó que existía poca saturación en las substituciones, por los cual, pudimos utilizar la matriz para los siguientes análisis. La matriz incluyó 690 pares de bases, de 130 especímenes, de 7 localidades y en total, se obtuvieron 40 haplotipos. Estos haplotipos estuvieron definidos por 34 sitios polimórficos, de los cuales 16 eran informativos. La diversidad nucleotídica y haplotídica global fue alta en general, y cuando vemos por localidad, podemos observar que la diversidad nucleotídica fue más alta en Mar Chiquita y luego, disminuyó hacia el norte y hacia el sur de su distribución. Y la diversidad haplotídica fue alta salvo para el Río Chubut. Cuando vemos dentro del río, podemos observar que ambas diversidades disminuyen hacia la desembocadura.En la red de haplotipos vemos tres haplotipos más frecuentes. El haplotipo 4 podría considerarse ancestral, ya que tiene representantes de casi todas las localidades. El haplotipo 3 sería como una semi estructura ya que lo conforman individuos mayormente del Río Chubut. Si vemos hacia la izquierda, hay otra semi estructura formada por representantes de las localidades más al norte, Montevideo y Mar Chiquita, y el haplotipo 9, formado por individuos de Mar Chiquita y Carmen de Patagones que son las otras dos localidades ubicadas más al norte. En general, es un ensamble complejo de haplotipos que, pero tiene semi estructuras por regiones. No se observaron áreas de localidades monofiléticas completas, pero si el haplotipo 3 incluye la mayoría de individuos de Río Chubut. Todos los sitios de muestreo presentaron haplotipos compartidos y al menos un haplotipo único y de los 40 haplotipos, 30 fueron muestreados una única vez. Con respecto a los Fst, obtuvimos valores de moderados a altos entre todas las localidades, siendo los más altos entre las localidades ubicadas más al sur, y los más moderados a bajos entre las localidades más al norte y en particular, Montevideo y Pto Deseado. El test de Mantel reflejó lo mismo que los Fst, que no hay un aislamiento por distancia. La matriz de distancia geográfica no está correlacionada con la matriz de distancia genética, por lo tanto, rechazamos la hipótesis 1, donde planteamos que las diferencias genéticas a lo largo de la distribución reflejarían un aislamiento por distancia. Cuando desglosamos las tres localidades del río, vemos que no hay diferencias significativas entre dos de las localidades, 28 de julio y Trelew y Trelew y Puerto Rawson. Pero sí lo hay entre 28 de Julio y Puerto Rawson. Entonces con respecto a las localidades que mostraron mayor diferenciación fueron las mismas que las anteriores y en el orden de las anteriores está la de 28 de Julio y Puerto Rawson. Por lo tanto, se rechaza la hipótesis que dice que las diferencias genéticas a lo largo del río reflejarían una migración de los adultos a la zona estuarial. Con respecto a la estructuración, corrimos un análisis de AMOVA para ver si el Río de la Plata era una barrera al flujo génico de esta especie y obtuvimos un resultado negativo que significa que un 0% de variación está explicada por la diferenciación entre grupos. El mayor porcentaje de la variación está explicado por la variabilidad genética entre y dentro de las poblaciones. Luego, hicimos una agrupación entre localidades incluidas en las Provincias biogeográficas marinas Argentina y Magallánica, las cuales están diferenciadas por muchas condiciones ambientales como, sustrato, viento, salinidad y temperatura agrupando Río Chubut y Puerto Deseado y el resto de las localidades por el otro, pero tampoco obtuvimos un resultado significativo entre grupos. Luego, corrimos el Geneland para ver en qué cantidad de grupos nos agrupaba los individuos que teníamos y los agrupó en tres grupos, uniendo Montevideo y Puerto Deseado, Mar Chiquita y Carmen de Patagones y, por otro lado, el Río Chubut. La agrupación de Montevideo y Puerto Deseado no tiene mucho sentido biológico, pero si estamos viendo que se reflejan los menores valores de Fst entre las localidades. Cuando corrimos un AMOVA con las agrupaciones que formó el análisis anterior, pudimos observar que tampoco hay un porcentaje alto de la variabilidad genética explicado por esta agrupación. Entonces, a modo de discusión, la evidencia sugiere que una escala mayor, como todos los crustáceos decápodos que tienen tienen larva planctónica marina, se espera que haya una alta conectividad entre sus poblaciones, acá no lo observamos, en cambio, encontramos una gran diferenciación genética entre todas las poblaciones, salvo dentro del Río que ahora lo vamos a ver y ninguna agrupación de las localidades. La diferenciación genética encontrada en otros grupos de cangrejos, es asociada a una retención larval debido a un comportamiento de larvas migratorio, como también se observa en esta especie; a eddies o contracorrientes que hacen que la larva se quede cerca de la región donde es liberada; a una adaptación local por diferentes condiciones ambientales o a barreras oceánicas, como lo es el Río de la Plata en esta especie, o aislamiento por distancia que es lo que se encuentra en Neohelice granulata. A una escala menor, se observó que hay una diferenciación genética significativa a lo largo del río, indicando que podría haber dos poblaciones, una de río y otra estuarial. Esto se tendría que comprobar con datos de biología reproductiva. En el caso de la diversidad núcleotídica y haplotídica que disminuyó hacia la desembocadura, esto podría estar indicando el efecto del cangrejo verde que desplazó tanto a esta especie como muchas especies de cangrejos en el mar y en el estuario. Esta especie fue introducida en 2015 en esta zona del río y de Golfo Nuevo, considerando que la muestra de 28 de Julio está tomada en el 2015 pero las otras dos en 2021 por lo tanto pensamos que pueden ser un efecto de reducción de la diversidad por esta especie invasora.