Genética de poblaciones, flujo genético e hibridación de Crocodylus acutus y C. moreletii en la Península de Yucatán, México
La aplicación de programas efectivos para la conservación de la biodiversidad requiere de la integración de datos ecológicos y moleculares. El mantenimiento de la variación genética y la identificación de unidades de manejo que reflejen linajes evolutivos específicos, son objetivos primarios en el manejo de especies amenazadas. En consecuencia el Grupo de Especialistas en Cocodrilos de la UICN ha puesto especial énfasis en la necesidad de información sobre el status de las poblaciones, y estudios de genética de poblaciones de las especies de cocodrilianos amenazadas. El propósito del presente trabajo fue la aplicación de ADN mitocondrial como marcado molecular para conocer la diversidad genética, la estructura genética poblacional y el flujo genético del cocodrilo americano (Crocodylus acutus) y del cocodrilo de pantano (C. moreletii) en el sureste de México, con énfasis en la península de Yucatán; así como la hibridación entre estas especies en el área de simpatría en el Caribe mexicano. Ambas especies están incluidas en la Lista Roja de especies amenazadas de la UICN y en el Apéndice I de CITES. El análisis de 477 pares de bases de la región mitocondrial tRNAProtRNAPhe- Dloop de 116 cocodrilos (52 C. acutus; 64 C. moreletii) reveló la existencia de individuos puros en las poblaciones de Crocodylus acutus (n = 43) y C. moreletii (n = 56), así como la presencia de cocodrilos híbridos en una proporción importante (n = 17, 14.6%). Aunque todos los individuos analizados pudieron ser asignados a una u otra de las especies con base en caracteres fenotípicos, 18 cocodrilos fueron etiquetados como híbridos potenciales en el campo por la presencia de escamación atípica. Después de excluir a los cocodrilos híbridos, se calcularon parámetros genéticos poblacionales al resto de los individuos de cada especie.
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Chetumal, Quintana Roo, México El Colegio de la Frontera Sur
2008
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Cocodrilos Genética de población Crocodylus acutus Crocodylus moreletii Conservación de la vida silvestre Frosur Cocodrilos Genética de población Crocodylus acutus Crocodylus moreletii Conservación de la vida silvestre Frosur Cedeño-Vázquez, J.R. Doctor autor 10588 Calmé, Sophie Doctora tutor 2030 Ross, James Perran asesor 15137 Thorbjarnarson, John B. 1957-2010 asesor Lorenzo Monterrubio, Consuelo Doctora asesora 7187 Espinoza Medinilla, Eduardo E. Doctor asesor 13969 Genética de poblaciones, flujo genético e hibridación de Crocodylus acutus y C. moreletii en la Península de Yucatán, México |
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La aplicación de programas efectivos para la conservación de la biodiversidad requiere de la integración de datos ecológicos y moleculares. El mantenimiento de la variación genética y la identificación de unidades de manejo que reflejen linajes evolutivos específicos, son objetivos primarios en el manejo de especies amenazadas. En consecuencia el Grupo de Especialistas en Cocodrilos de la UICN ha puesto especial énfasis en la necesidad de información sobre el status de las poblaciones, y estudios de genética de poblaciones de las especies de cocodrilianos amenazadas. El propósito del presente trabajo fue la aplicación de ADN mitocondrial como marcado molecular para conocer la diversidad genética, la estructura genética poblacional y el flujo genético del cocodrilo americano (Crocodylus acutus) y del cocodrilo de pantano (C. moreletii) en el sureste de México, con énfasis en la península de Yucatán; así como la hibridación entre estas especies en el área de simpatría en el Caribe mexicano. Ambas especies están incluidas en la Lista Roja de especies amenazadas de la UICN y en el Apéndice I de CITES. El análisis de 477 pares de bases de la región mitocondrial tRNAProtRNAPhe- Dloop de 116 cocodrilos (52 C. acutus; 64 C. moreletii) reveló la existencia de individuos puros en las poblaciones de Crocodylus acutus (n = 43) y C. moreletii (n = 56), así como la presencia de cocodrilos híbridos en una proporción importante (n = 17, 14.6%). Aunque todos los individuos analizados pudieron ser asignados a una u otra de las especies con base en caracteres fenotípicos, 18 cocodrilos fueron etiquetados como híbridos potenciales en el campo por la presencia de escamación atípica. Después de excluir a los cocodrilos híbridos, se calcularon parámetros genéticos poblacionales al resto de los individuos de cada especie. |
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Cedeño-Vázquez, J.R. Doctor autor 10588 Calmé, Sophie Doctora tutor 2030 Ross, James Perran asesor 15137 Thorbjarnarson, John B. 1957-2010 asesor Lorenzo Monterrubio, Consuelo Doctora asesora 7187 Espinoza Medinilla, Eduardo E. Doctor asesor 13969 |
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En consecuencia el Grupo de Especialistas en Cocodrilos de la UICN ha puesto especial énfasis en la necesidad de información sobre el status de las poblaciones, y estudios de genética de poblaciones de las especies de cocodrilianos amenazadas. El propósito del presente trabajo fue la aplicación de ADN mitocondrial como marcado molecular para conocer la diversidad genética, la estructura genética poblacional y el flujo genético del cocodrilo americano (Crocodylus acutus) y del cocodrilo de pantano (C. moreletii) en el sureste de México, con énfasis en la península de Yucatán; así como la hibridación entre estas especies en el área de simpatría en el Caribe mexicano. Ambas especies están incluidas en la Lista Roja de especies amenazadas de la UICN y en el Apéndice I de CITES. El análisis de 477 pares de bases de la región mitocondrial tRNAProtRNAPhe- Dloop de 116 cocodrilos (52 C. acutus; 64 C. moreletii) reveló la existencia de individuos puros en las poblaciones de Crocodylus acutus (n = 43) y C. moreletii (n = 56), así como la presencia de cocodrilos híbridos en una proporción importante (n = 17, 14.6%). Aunque todos los individuos analizados pudieron ser asignados a una u otra de las especies con base en caracteres fenotípicos, 18 cocodrilos fueron etiquetados como híbridos potenciales en el campo por la presencia de escamación atípica. Después de excluir a los cocodrilos híbridos, se calcularon parámetros genéticos poblacionales al resto de los individuos de cada especie.Únicamente tres haplotipos estuvieron presentes en C. acutus, y cuatro en C. moreletii. La diversidad de haplotipos (h) fue más alta en C. acutus (0.6722 ± 0.0229 DE) que en C. moreletii (0.3617 ± 0.0728 DE). Se encontró una diversidad de nucleótidos baja en ambas especies (π = 0.0017 en C. acutus; π = 0.0020 en C. moreletii), con pocos sitios polimórficos (dos en C. acutus; cuatro en C. moreletii) y bajos niveles de sustitución de nucleótidos. Las pruebas de AMOVA indican que existe una subdivisión poblacional mayor en C. moreletii (ФST = 0.86273, P < 0.05) que en C. acutus (ФST = 0.32246, P < 0.05), pero las poblaciones de C. acutus son más diversas internamente que las de C. moreletii. En general, las estimaciones de los valores del índice FST en la comparación por pares, sugieren subdivisión poblacional y tasas de migración (Nm) de moderadas a altas entre algunas de las poblaciones de ambas especies, lo cual es consistente con el modelo de aislamiento por distancia de flujo genético. La hibridación entre Crocodylus acutus y C. moreletii es bi-direccional, ocurre a través de la zona de simpatría en el área de estudio, pero se extiende hacia el interior de la península de Yucatán si se incluyen las localidades con presencia de híbridos en Belice, identificadas en estudios previos. La ocurrencia de hibridación en dos direcciones indica un contacto genético considerablemente mayor de lo previamente reconocido en estas especies, el cual es probablemente más perjudicial para la integridad genética de las poblaciones de C. acutus por ser más pequeñas. Esta preocupación demanda un estudio más completo de los patrones de hibridación y genética poblacional usando múltiples marcadores moleculares, mientras tanto C. acutus debe permanecer como una especie críticamente amenazada en la península de Yucatán.Effective programs for conserving biodiversity require the integration of both ecological and molecular data. Maintenance of genetic diversity and the identification of management units that reflect specific evolutionarily lineages are primary objectives in management of threatened species. Consequently the Crocodile Specialist Group of the IUCN has emphasized the need for information on population status and population genetic studies of threatened crocodilian species. The goals of this research were to explore the use of mitochondrial DNA sequences as molecular markers to infer genetic diversity, population genetic structure and gene flow of the American crocodile (Crocodylus acutus) and Morelet´s crocodile (C. moreletii) in southeastern Mexico, with emphasis in the Yucatan Peninsula populations, as well as interspecific hybridization between these species along the sympatric area in the Mexican Caribbean. Both species are listed on the IUCN Red List and in Appendix I of CITES. Analysis of 477 base pairs of the mitochondrial tRNAPro-tRNAPhe-Dloop region from 116 individuals (52 C. acutus; 64 C. moreletii) revealed the presence of pure Crocodylus acutus (n = 43) and C. moreletii (n = 56), as well as a high proportion of interspecific hybrids (n = 17, 14.6%). Although all individuals could be assigned to one species or other based on phenotypic characters, 18 crocodiles had been characterized as potential hybrids in the field by anomalous scale counts.After removing hybrid crocodiles, population statistics were calculated for the remaining individuals. Only three haplotypes were present in C. acutus, and four in C. moreletii. Haplotypic diversity (h) was higher in C. acutus (0.6722 ± 0.0229 SD) than in C. moreletii (0.3617 ± 0.0728 SD). Low nucleotide diversity was found in both species (π = 0.0017 in C. acutus; π = 0.0020 in C. moreletii), few polymorphic sites (two in C. acutus; four in C. moreletii), and low levels of nucleotide substitution. AMOVA tests resulted in a major partitioning between sampling localities of C. moreletii (ФST = 0.86273, P < 0.05) than those of C. acutus (ФST = 0.32246, P < 0.05), but populations of the later are more diverse internally. Overall our findings of pairwise comparisons of FST values suggest some population subdivision and moderate to high migration rates among populations of both species, which are consistent with the isolation by distance model of gene flow. Hybridization between Crocodylus acutus and C. moreletii is bi-directional, and the hybridization zone lies along the area of sympatry between these species in this study, but extend further inland if previous hybrid localities from Belize are included. In addition, the occurrence of hybridization in two ways indicates considerably more genetic contact between these species than previously recognized, and is probably more detrimental to the genetic integrity of smaller C. acutus populations. In this concern, a more intensive study of the pattern of hybridization and population genetics using multiple molecular markers is warranted and supports continued classification of C. acutus as a critically threatened species in the Yucatan Peninsula.TesisIncluye bibliografíaAgradecimientos.. Índice General.. Lista de figuras.. Lista de cuadros .. Resumen.. Abstract.. Capítulo I. Introducción.. Capítulo II. Materiales y Métodos.. Área de estudio.. Obtención de muestras.. Extracción, amplificación y secuenciación de ADN.. Análisis de secuencias.. Análisis de datos.. Diversidad Genética.. Estructura Genética y Flujo Genético.. Relaciones Filogeográficas.. Hibridación.. Capítulo III. Resultados.. Diversidad Genética.. Estructura Genética y Flujo Genético.. Relaciones Filogeográficas.. Hibridación.. Capítulo IV. Discusión.. Diversidad Genética.. Estructura Genética y Flujo Genético.. Relaciones Filogeográficas.. Hibridación.. Capítulo V. Conclusiones.. Capítulo VI. Recomendaciones.. Literatura Citada.. Apéndice 1 Protocolo de extracción de ADN con Lisis celular/Fenol-cloroformo-alcoholisoamílico.. Apéndice 2 Lista de muestras analizadas con asignación fenotípica (C.a. = C. acutus, C.m. = C. moreletii, haplotípica (CaA-C = haplotipos de C. acutus, CmA-D = haplotipos de C. moreletii y CrH= haplotipo de C. rhombifer, localidad, coord. geográficas (Lat. N, Long. O; en grados y decimales, longitud total (LT; en cm, sexo y status de la especie. Los acrónimos entre paréntesis seguidos de la localidad corresponden a los que están representados en la Figura 4.. Apéndice 3 Secuencias de la región tRNAPro-tRNAPhe-Dloop de ADNmt: páginas 77 pb identificadas en haplotipos de C. acutus (CaA-C, C. moreletii (CmA-D y C. rhombifer (CrH. Se incluye el número de acceso asignado en el GeneBank y el tamaño de muestra para cada haplotipo.La aplicación de programas efectivos para la conservación de la biodiversidad requiere de la integración de datos ecológicos y moleculares. El mantenimiento de la variación genética y la identificación de unidades de manejo que reflejen linajes evolutivos específicos, son objetivos primarios en el manejo de especies amenazadas. En consecuencia el Grupo de Especialistas en Cocodrilos de la UICN ha puesto especial énfasis en la necesidad de información sobre el status de las poblaciones, y estudios de genética de poblaciones de las especies de cocodrilianos amenazadas. El propósito del presente trabajo fue la aplicación de ADN mitocondrial como marcado molecular para conocer la diversidad genética, la estructura genética poblacional y el flujo genético del cocodrilo americano (Crocodylus acutus) y del cocodrilo de pantano (C. moreletii) en el sureste de México, con énfasis en la península de Yucatán; así como la hibridación entre estas especies en el área de simpatría en el Caribe mexicano. Ambas especies están incluidas en la Lista Roja de especies amenazadas de la UICN y en el Apéndice I de CITES. El análisis de 477 pares de bases de la región mitocondrial tRNAProtRNAPhe- Dloop de 116 cocodrilos (52 C. acutus; 64 C. moreletii) reveló la existencia de individuos puros en las poblaciones de Crocodylus acutus (n = 43) y C. moreletii (n = 56), así como la presencia de cocodrilos híbridos en una proporción importante (n = 17, 14.6%). Aunque todos los individuos analizados pudieron ser asignados a una u otra de las especies con base en caracteres fenotípicos, 18 cocodrilos fueron etiquetados como híbridos potenciales en el campo por la presencia de escamación atípica. Después de excluir a los cocodrilos híbridos, se calcularon parámetros genéticos poblacionales al resto de los individuos de cada especie.Únicamente tres haplotipos estuvieron presentes en C. acutus, y cuatro en C. moreletii. La diversidad de haplotipos (h) fue más alta en C. acutus (0.6722 ± 0.0229 DE) que en C. moreletii (0.3617 ± 0.0728 DE). Se encontró una diversidad de nucleótidos baja en ambas especies (π = 0.0017 en C. acutus; π = 0.0020 en C. moreletii), con pocos sitios polimórficos (dos en C. acutus; cuatro en C. moreletii) y bajos niveles de sustitución de nucleótidos. Las pruebas de AMOVA indican que existe una subdivisión poblacional mayor en C. moreletii (ФST = 0.86273, P < 0.05) que en C. acutus (ФST = 0.32246, P < 0.05), pero las poblaciones de C. acutus son más diversas internamente que las de C. moreletii. En general, las estimaciones de los valores del índice FST en la comparación por pares, sugieren subdivisión poblacional y tasas de migración (Nm) de moderadas a altas entre algunas de las poblaciones de ambas especies, lo cual es consistente con el modelo de aislamiento por distancia de flujo genético. La hibridación entre Crocodylus acutus y C. moreletii es bi-direccional, ocurre a través de la zona de simpatría en el área de estudio, pero se extiende hacia el interior de la península de Yucatán si se incluyen las localidades con presencia de híbridos en Belice, identificadas en estudios previos. La ocurrencia de hibridación en dos direcciones indica un contacto genético considerablemente mayor de lo previamente reconocido en estas especies, el cual es probablemente más perjudicial para la integridad genética de las poblaciones de C. acutus por ser más pequeñas. Esta preocupación demanda un estudio más completo de los patrones de hibridación y genética poblacional usando múltiples marcadores moleculares, mientras tanto C. acutus debe permanecer como una especie críticamente amenazada en la península de Yucatán.Effective programs for conserving biodiversity require the integration of both ecological and molecular data. Maintenance of genetic diversity and the identification of management units that reflect specific evolutionarily lineages are primary objectives in management of threatened species. Consequently the Crocodile Specialist Group of the IUCN has emphasized the need for information on population status and population genetic studies of threatened crocodilian species. The goals of this research were to explore the use of mitochondrial DNA sequences as molecular markers to infer genetic diversity, population genetic structure and gene flow of the American crocodile (Crocodylus acutus) and Morelet´s crocodile (C. moreletii) in southeastern Mexico, with emphasis in the Yucatan Peninsula populations, as well as interspecific hybridization between these species along the sympatric area in the Mexican Caribbean. Both species are listed on the IUCN Red List and in Appendix I of CITES. Analysis of 477 base pairs of the mitochondrial tRNAPro-tRNAPhe-Dloop region from 116 individuals (52 C. acutus; 64 C. moreletii) revealed the presence of pure Crocodylus acutus (n = 43) and C. moreletii (n = 56), as well as a high proportion of interspecific hybrids (n = 17, 14.6%). Although all individuals could be assigned to one species or other based on phenotypic characters, 18 crocodiles had been characterized as potential hybrids in the field by anomalous scale counts.After removing hybrid crocodiles, population statistics were calculated for the remaining individuals. Only three haplotypes were present in C. acutus, and four in C. moreletii. Haplotypic diversity (h) was higher in C. acutus (0.6722 ± 0.0229 SD) than in C. moreletii (0.3617 ± 0.0728 SD). Low nucleotide diversity was found in both species (π = 0.0017 in C. acutus; π = 0.0020 in C. moreletii), few polymorphic sites (two in C. acutus; four in C. moreletii), and low levels of nucleotide substitution. AMOVA tests resulted in a major partitioning between sampling localities of C. moreletii (ФST = 0.86273, P < 0.05) than those of C. acutus (ФST = 0.32246, P < 0.05), but populations of the later are more diverse internally. Overall our findings of pairwise comparisons of FST values suggest some population subdivision and moderate to high migration rates among populations of both species, which are consistent with the isolation by distance model of gene flow. Hybridization between Crocodylus acutus and C. moreletii is bi-directional, and the hybridization zone lies along the area of sympatry between these species in this study, but extend further inland if previous hybrid localities from Belize are included. In addition, the occurrence of hybridization in two ways indicates considerably more genetic contact between these species than previously recognized, and is probably more detrimental to the genetic integrity of smaller C. acutus populations. In this concern, a more intensive study of the pattern of hybridization and population genetics using multiple molecular markers is warranted and supports continued classification of C. acutus as a critically threatened species in the Yucatan Peninsula.Conservación de la BiodiversidadCocodrilosGenética de poblaciónCrocodylus acutusCrocodylus moreletiiConservación de la vida silvestreFrosurAcceso en línea sin restricciones |