Genética biogeográfica de liolaemus monticola (iguanidae) en Chile Central

Abstract

Liolaemus monticola, especie endémica montañosa de Chile, altamente variable y de amplia distribución geográfica en Chile, presenta diversas razas cromosómicas de complejidad creciente de sur a norte. Se estudia la estructura genética y heterogeneidad poblacional de 18 loci aloenzimáticos en 19 poblaciones representativas de cinco razas cromosómicas de Liolaemus monticola monticola, mediante electroforesis en geles de almidón. Los genotipos se analizaron con programas computacionales BIOSYS y GENEPOP. La heterocigosidad observada (Ho) para el conjunto de marcadores muestra que tanto la raza cromosómica "Sur 2n=34", considerada como ancestral y la raza del extremo norte "Norte modificada 2, 2n=38-40" presentan valores de Ho menores que las restantes razas cromosómicas consideradas derivadas: Raza Norte 2n=38-40, Múltiple Fisiones 2n=40-42 y Norte modificada 1, 2n-38-40. Al analizar las frecuencias alélicas, para algunos loci en particular, se observa ya sea una disminución de la variabilidad genética, explicable por efectos de deriva genética, por ejemplo Aat. A pesar de esto, en otros varios loci, se observó un aumento de la variabilidad genética para las razas derivadas. Los análisis de heterogeneidad poblacional estimados con los estadígrafos F de Wright, demuestran una moderada diferenciación genética tanto a nivel intrapoblacional como interpoblacional e interracial, con valores de Fst de 12% para una diferenciación genética interpoblacional y un 7,6% para una diferenciación genética interracial. Los valores de los estadígrafos F y los de distancia genética de Rogers, aunque bajos, permiten distinguir las poblaciones estudiadas, acorde con las razas cromosómicas y su distribución geográfica previamente descrita. Los análisis de "Cluster" permiten evidenciar dos grandes grupos: él primero correspondiente a las razas Sur 2n=34 más la Norte modificada 2, 2n=38-40 y el segundo, agrupa las restantes razas derivadas. Además, en este clado se observa una subdivisión concordante con cada una de las razas cromosómicas. La alta subdivisión encontrada, se ve reforzada al analizar el promedio de migrantes por generación, Nm-0.290, considerado bajo, lo que estaría avalando una efectiva limitación al flujo génico entre las razas y entre las poblaciones dentro de cada raza. Los patrones de variabilidad genética y la aparente variación clinal de los alelos para algunos loci, por ejemplo: Aat, Gr, Gcdh, Pep, indican que la estructura genética altamente subdividida de L. m. monticola estaría modulada por la interacción de procesos estocásticos (aislamiento geográfico, deriva génica) y efectos de agentes selectivos (regímenes bioclimáticos locales), que cambian las frecuencias alélicas. Basados en los resultados de diferenciación genética, se discute la concordancia de esta con la diferenciación obtenida a nivel cromosómico y morfológico. Adicionalmente, se proponen las posibles rutas de migración para el conjunto de las poblaciones y razas cromosómicas. y su distribución geográfica previamente descrita. Los análisis de "Cluster" permiten evidenciar dos grandes grupos: él primero correspondiente a las razas Sur 2n=34 más la Norte modificada 2, 2n=38-40 y el segundo, agrupa las restantes razas derivadas. Además, en este clado se observa una subdivisión concordante con cada una de las razas cromosómicas. La alta subdivisión encontrada, se ve reforzada al analizar el promedio de migrantes por generación, Nm-0.290, considerado bajo, lo que estaría avalando una efectiva limitación al flujo génico entre las razas y entre las poblaciones dentro de cada raza. Los patrones de variabilidad genética y la aparente variación clinal de los alelos para algunos loci, por ejemplo: Aat, Gr, Gcdh, Pep, indican que la estructura genética altamente subdividida de L. m. monticola estaría modulada por la interacción de procesos estocásticos (aislamiento geográfico, deriva génica) y efectos de agentes selectivos (regímenes bioclimáticos locales), que cambian las frecuencias alélicas. Basados en los resultados de diferenciación genética, se discute la concordancia de esta con la diferenciación obtenida a nivel cromosómico y morfológico. Adicionalmente, se proponen las posibles rutas de migración para el conjunto de las poblaciones y razas cromosómicas.

Liolaemus monticola is a highly variable endemic montane species, widely distributed in Chile. It displays a latitudinal gradient of karyotypic complexity from South to North, and several chromosomal races are recognized. The genetic structure and populational heterogeneity of 19 Liolaemus monticola monticola populations representative of five chromosomal races, were studied by means of alloenzyme starch gel electroforesis at 18 presumptive gene loci, analysed through the BIOSYS and GENEPOP programs. The observed heterozygosity (Ho) for all loci show that the Southern 2n34 race, considered ancestral, and the Northern modified 2, 2n=38-40 present lower values than the other derived chromosomal races: Northern 2n=38-40, Multiple Fissions 2n=42-44 and Northen modified 1, 2n=38-40. Allelic Frequency analysis for some studied loci presented a decreased genetic variability in the derived races, Aat, for example, explained by genetic drift. In spite of this other loci exhibited an increased variability in the derived races. Population heterogeneity analysis carried out by the estimation of Wright's Fstatistics, demonstrated a moderate genetic differentiation within and between populations, and within and between the chromosomal races, with Fst values of 12% for the genetic differentiation between populations and 7.6% for the genetic differentiation between races. The F-statistic and the Rogers's genetic distance values were low, but showed that the genetic variation is distributed In accordance with the chromosomal races previously described. The Cluster analysis exhibited Two main groups. The first group includes all the Southern race populations plus the Northen modified 2 from the Northen part of the range; the second includes all the derived race populations. Whithin this group a concordant subdivision or each crhomosomal race was observed. The pattern of genetic variability and the apparent clinal variation of alleles at few loci, Aat, Gr, Gcdh, Pep, for example, indicate that the subdivided genetic structure of L m. monticola is molded by the interplay of stochastic processes (geographical isolation, genetic drift) and agents selectively affecting allele frequency changes (local bioclimatic regimes). We dicusse the concordance between our genetic differentiation results with the chromosomal and morphological previously analysed. In adition possible routes of migration and/or colonization are discussed for all populations and chromosomal races.