Relaciónes evolutivas y procesos de diversificación del género sterechinus (echinodermiata: echinoida) en las zonas profundas y someras del océano austral

• Main Author: Díaz-Lorca, Angie Dominique
• Other Authors: Poulin, Elie, Universidad de Chile
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Spanish
• Subjects: Alta; Austral; Kerguelen; Argentina; Larga; Angosta; Antarc*; antarcticus; Antártica
• Online Access: http://hdl.handle.net/10533/180451

El Océano Austral (OA) que rodea el continente Antártico es considerado como uno de los ecosistemas marinos más grande y bien delimitado de la tierra. Se encuentra delimitado al sur por la Antártica y al norte por la zona del frente polar (ZFP o convergencia Antártica). Antártica alberga, sobre una plataforma continental angosta einusualmente profunda, uno de los ecosistemas más particulares de nuestro planeta. A pesar de esto, la macrofauna bentónica que habita esta zona se caracteriza por su alta diversidad la que excede las 15000.El origen de las especies que habitan esta plataforma se establece desde el aislamiento que experimentó Antártica hace aproximadamente 30 Ma. En cuanto a la fauna que ocupa la plataforma continental y la zona profunda del continente, diversos investigadores reconocen sus similitudes, sin embargo, las relaciones evolutivas entre ambas no son claras. Hasta la fecha existen dos hipótesis que han tratado de explicar larelación evolutiva entre ambas faunas: (1) los taxa de la zona costera habrían colonizado la zona profunda (Submergencia) y (2) la colonización habría ocurrido desde grandesprofundidades (Emergencia) hacia zonas someras. Las seis morfo-especies que presenta el género de erizos regulares Sterechinus, representan un buen modelo de estudio para poner a prueba las hipótesis establecidas en la literatura debido a que poseen una distribución tanto Antártica como Subantártica, y una amplia distribución batimétrica enel Océano Austral.Gracias a un estudio previo que consideró a cinco especies de Sterechinus, se establecieron novedosos resultados, además de nuevas y relevantes interrogantes, acercade la relación evolutiva entre las faunas profunda y somera del continente Antártico. Con la amplificación parcial del gen mitocondrial COI, se planteó la existencia de sólo dos grupos genéticamente diferenciados para el género. El primero correspondeexclusivamente a la especie antártica somera S. neumayeri, mientras que el segundo grupo (complejo Sterechinus), reúne a las cuatro especies restantes (de distribución Antártica profunda: S. antarcticus y S. dentifer y, de distribución Subantártica somera:S. agassizii y S. diadema), del cual sólo se puede diferenciar levemente a la especie Antártica profunda S. dentifer. Por otra parte, las especies que habitan la zona somera Subantártica y la especie somera Antártica presentan una importante dispersión dentro de cada región, lo que hace suponer la existencia de anillos de conectividad para cada zona, probablemente determinados por diferentes corrientes oceánicas. El objetivo general fue evaluar las relaciones filogenéticas entre las seis especies de Sterechinus yestudiar las relaciones evolutivas entre la fauna bentónica de Antártica y de la región Subantártica, somera y profunda, junto con determinar la estructura genética y los patrones de conectividad dentro de cada región a través de distintos marcadores moleculares mitocondriales y nuclearesSe realizaron reconstrucciones filogenéticas con marcadores mitocondriales (Citocromo e Oxidasa I y 16S) y dos fragmentos nucleares (ITS 1 y 2) para determinar las relaciones de ancestría entre las seis especies descritas para el género Sterechinus (S.neumayeri, S. antarcticus, S. dentifer, S. agassizii, S. diadema y S. bemasconiae ). Se estimaron los tiempos de origen y diversificación del género. Las reconstrucciones se hicieron utilizando Máxima Verosimilitud (ML) e Inferencia Bayesiana (IB), mientrasque los tiempos de divergencia se estimaron siguiendo una aproximación bayesiana. Además, se utilizó el marcador mitocondrial COI y marcadores genéticos hipervariables (microsatélites) para estudiar la diversidad, estructura genética y los patrones de conectividad dentro y entre las regiones Antártica y Subantártica. Con estos propósitos, se recolectaron especies presentes en distintas regiones del Océano Austral: Antártica,Islas Kerguelén y costa del sur de Argentina.Las especies del género Sterechinus (con la excepción de "S. bemasconiae") fueronincluidas en un grupo que comparte un ancestro común. Este grupo monofilético se divide en dos linajes que pueden haberse separado por un evento de vicariancia. La edad de este proceso coincide con una intensificación de la Corriente Circumpolar hace aproximadamente 5 Ma. Como era de esperar, un grupo está representado por S. neumayeri y el otro por las especies del complejo Sterechinus dentro del cual la especie S. dentifer aparece como un ciado reciente. Los resultados corroboran una dispersión a larga distancia que establece la existencia de dos importantes anillos de conectividadpara la zona somera del Océano Austral. Además, se determinó una estrecha relación evolutiva entre las regiones Antártica y Subantártica, entre las especies que habitan la zona Subantártica somera "SS" (Argentina y Kerguelen) con las que habitan la zonaAntártica profunda "AP" (S. antarcticus y S. dentifer).A partir de los resultados de la presente tesis se propone la existencia de dos anillos de conectividad en el Océano Austral: (1) En Antártica, representado por la CorrienteAntártica Costera (CACo), que permite un importante flujo génico alrededor delcontinente para la especie S. neumayeri; y (2) En la zona Subantártica somera, laCorriente Circumpolar Antártica (CCA), que permite un importante flujo entre laspoblaciones (y especies) de Argentina (S. agassizii) y Kerguelen (S. diadema). Además, se propone un nuevo escenario evolutivo para la relación entre la fauna somera y profunda del Océano Austral. Una separación efectiva sólo entre las faunas someras de Antártica y Subantártica (hace aproximadamente 5 Ma.), y más recientemente, unacolonización de las zonas profundas a través de un proceso de diversificación hacia las grandes profundidades desde la zona Subantártica somera.