Cambios en la recombinación, variación morfológica, inversión de la Regla de Bergmann y la distribución central-marginal de los poli-morfismos cromosómicos de Dichroplus pratensis (Melanoplinae, Acrididae)

BIDAU, CLAUDIO J. & MARTI, DARDO A.

Organizado por la Sociedad Entomológica Argentina

Simposio; V Congreso Argentino de Entomología (VCAE); 2002

Organizado por la Sociedad Entomológica Argentina

Cambios en la recombinación, variación morfológica, inversión de la Regla de Bergmann y la distribución central-marginal de los polimorfismos cromosómicos de Dichroplus pratensis (Melanoplinae, Acrididae)   BIDAU, Claudio J. & MARTI, Dardo A.   Laboratorio de Genética Evolutiva, Universidad Nacional de Misiones, Félix de Azara 1552, (3300) Posadas y Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Rivadavia 1917, (1033) Buenos Aires, Argentina. E-mail: cjbidau@fceqyn.unam.edu.ar & darmarti@bigfoot.com   El género de Acrídidos sudamericanos Dichroplus es un clásico ejemplo de variabilidad cromosómica inter- e intraespecífica (Bidau & Martí 2000. Genetica 110: 185) El saltamontes Dichroplus pratensis es polimórfico y politípico para un complejo sistema de translocaciones robertsonianas (fusiones céntricas). Bidau & Martí 1995. Kew Chromosome Conference 4:381). En esta especie, las fusiones céntricas inducen cambios dramáticos en el número y posición de los quiasmas de los cromosomas involucrados en ambos sexos, afectando así potencialmente la recombinación genética intracromosómica (que se suma a la disminución de la recombinación intercromosómica) y, por lo tanto, la liberación de variabilidad genética (Martí & Bidau 1995. Hereditas 123: 227; 2001, Hereditas134: en prensa) Estudiamos morfológica y citogenéticamente, machos y hembras provenientes de 67 poblaciones naturales de Argentina, que cubren la mayor parte de la distribución geográfica de la especie y que comprenden 22 grados de latitud y se extienden desde los Andes al Océano Atlántico. Analizamos la variación en la frecuencia de quiasmas en todas las poblaciones, en relación a la variabilidad de seis caracteres exomorfológicos (Longitud Total del Cuerpo, Longitud del Fémur 3, Longitud de la Tibia 3, Longitud de Tegmina, Longitud del Pronoto y Altura del Pronoto) expresada como coeficientes de variación. Los polimorfismos cromosómicos de D. pratensis poseen una amplísima distribución geográfica y muestran un patrón central-marginal en el cual, las poblaciones centrales (que ocupan hábitats ecológicamente óptimos) muestran altas frecuencias de fusiones diferentes por individuo y por población (F), de hasta F= 3.0, con frecuencias de quiasmas tan bajas como X= 8.98 por célula y una distribución esencialmente distal de los mismos, mientras que las poblaciones próximas a las márgenes del área de distribución que hábitat ambientes ecológicamente desfavorables (Patagonia central y costera y los Andes), muestran niveles muy bajos de polimorfismos cromosómico (hasta F=0.00 en muchas localidades geográficamente marginales), con cariotipos básicamentemonomórficos y altas frecuencias de quiasmas (X=11.66, en la población más austral [Rada Tilly, Chubut, 45°57´S] y X=12.01 in el extremo norte [Volcán, Jujuy, 23°55´S]). El incremento de las frecuencias de quiasmas hacia las márgenes de la distribución geográfica de D. pratensis está correlacionado positivamente y de manera estadísticamente significativa, con niveles crecientes de variabilidad morfológica para los seis caracteres analizados. Nuestra primera hipótesis al basada en estos resultados es que la disminución progresiva de los polimorfismos de fusión hacia las áreas marginales, con un consecuente incremento de la recombinación genética potencial (tanto inter- como intracromosómica), es el resultado de selección natural a favor de mayores niveles de variabilidad que podrían ser adaptativos en ambientes ecológicamente más hostiles y cambiantes.Por otra parte, muchos estudios de variación geográfica en el tamaño corporal de insectos y otros ectotermos han indicado que estos grupos siguen la inversa de la regla de Bergmann (Mousseau 1997. Evolution 51(2): 630); esto significa que, los individuos tienden a ser significativamente más pequeños a medida que el ambiente se va haciendo más frío y hostil. En el transcurso de este estudio, nosotros pusimos a prueba esta hipótesis en D. pratensis, en un total de 23 poblaciones naturales  de Argentina extendiéndose a lo largo de 22 grados de latitud y habitando entre el nivel del mar y 2000 m de altitud. Nuevamente se utilizaron los mismos seis caracteres exomorfológicos descriptos más arriba. D. pratensis es sexualmente dimórfica, siendo las hembras de mayor tamaño corporal que los machos (aunque este dimorfismo no alcanza el grado hallado en otras especies de Dichroplus, como D. vittatus y el de otros géneros de Acridoideos). Este dimorfismo, se halla presente en todo el rango de distribución de la especie. Sin embargo, una correlación negativa y estadísticamente significativa ocurre entre las medias poblacionales de los seis caracteres y la latitud y la altitud. Las latitudes y altitudes extremas corresponden a las márgenes geográficas y ecológicas de la especie, como ya se indicó, y muestran condiciones ambientales hostiles comparables (Martí & Bidau 1998. Cytogenet. Cell Genet., 81(2): 131). Las poblaciones centrales están representadas por Olavarría (Buenos Aires, 36°55' S) en donde las longitudes totales medias del cuerpo de machos y hembras fueron respectivamente 22.57 y 24.34 mm. Las poblaciones extremas, tanto en latitud como en altitud mostraron valores significativamente menores y representan el fin de un gradiente continuo: Rada Tilly Patagonia (10 m snm), 18.91 mm (Y) y 23.17 mm (X) y Volcán en la Puna Andina (2000 m snm), 22.36 mm (Y) y 23.34 (X). Las otras medidas siguen el mismo patrón. De todos modos, como se indicó antes, la variabilidad de los seis caracteres morfológicos está correlacionada positivamente tanto con la latitud como la altitud. Considerando que los gradientes morfológicos latitudinales y altitudinales también están correlacionados con gradientes para polimorfismos cromosómicos capaces de modificar la cantidad de recombinación genética de las distintas poblaciones, la inversión de la Regla de Bergmann en D. pratensis probablemente esté influenciada por factores genéticos además de ambientales, y que a su vez, se relacione con el patrón central-marginal que muestra la especie.