Filogeografía de Orestias cf. agassii (Cyprinodontidae) en el Parque Nacional Volcán Isluga: La importancia relativa de la historia hidrográfica y conectividad actual

Abstract

Orestias agassii Valenciennes 1846, es la especie de peces del género Orestias, de mayor distribución del género en el Altiplano, abarcando desde el norte del lago Titicaca (Perú) hasta el sur del salar de Uyuni (Bolivia). El parque Nacional Volcán Isluga, región de Tarapacá, presenta una serie de poblaciones de Orestias cf. agassii, cuya distribución se presenta a lo largo de la cuenca del río Isluga. Este río fluye desde territorio chileno hacia el salar de Coipasa ubicado en Bolivia, formando un sistema continuo con ambientes alternados de pequeños bofedales y lagunas. Dado la geografía del río, se propone que la pendiente y su flujo unidireccional influirían en la magnitud de la diferenciación genética de las poblaciones de Orestias encontradas en él. El objetivo de este estudio fue evaluar la existencia de estructuración genética de las poblaciones de Orestias cf. agassii ubicadas en el río Isluga, Parque Nacional Volcán Isluga. Para evaluar la estructuración genética entre localidades ubicadas en un gradiente altitudinal, se tomaron muestras de individuos en un transecto desde el origen del río (4.200 m s. n. m.), hasta un bofedal cercano al pueblo de Isluga (3.740 m s. n. m.). De cada sitio de recolecta se extrajo DNA genómico de los individuos, de éste se amplificó la región control (D-Loop; mtDNA) y 7 microsatélites (nDNA). Los resultados indican que las poblaciones genéticamente menos diversas corresponden a las más cercanas al inicio del río Isluga y las más diversas a las poblaciones que se encuentran al final del río, además existiría una correlación positiva entre la diferencia genética de las poblaciones y la diferencia de altitud. Se observó que las diferencias de altitud encontradas en el río Isluga generan una pendiente con un flujo unidireccional del agua, por lo que las poblaciones río abajo pueden recibir individuos arrastrados desde río arriba. Los análisis realizados con la región D-loop muestran tres grupos genéticos: el primero incluye sólo individuos de la zona alta del río (localidad Punto xi 42), el segundo grupo formado por las localidades de zonas medianas (localidades de Taipicollo, Arabilla y Enquelga) y el tercer grupo incorpora a las zonas bajas (localidades de Isluga II e Isluga). De la misma manera, el análisis con microsatélites sugiere una estructuración genética de tres grupos en las poblaciones de Orestias similar a la obtenida con el marcador D-loop. Sin embargo, la conformación de los grupos sería diferente: el primer grupo estaría conformado por localidades de la zona alta del río (localidades de Punto 42 y Taipicollo), el segundo por las localidades de zonas medianas (localidades de Arabilla y Enquelga), y el tercero conformado por las zonas bajas (localidades de Isluga II e Isluga). Finalmente, los individuos de Orestias de las localidades de Isluga II e Isluga fueron los que presentaron mayor diversidad genética y mayor diferencia haplotípica con las otras poblaciones del río, por lo que se sugiere podrían tener una historia evolutiva distinta, ligada a la existencia del paleolago Tauca acontecido durante el Pleistoceno tardío.

Orestias agassii Valenciennes 1846 is a fish species of the genus Orestias with the largest genus distribution in the Altiplano, covering from the north of Lake Titicaca (Peru) to the south of Salar de Uyuni (Bolivia). The Volcán Isluga National Park, in the Tarapacá region, has a number of Orestias cf. agassii populations whose distribution occurs along the basin of the Isluga River. This river flows from Chilean territory to the Coipasa salt flat located in Bolivia, forming a continuous system with alternating environments of small wetlands and lagoons. Due to the geography of the river, it is proposed that the slope and its unidirectional flow would influence the magnitude of the genetic differentiation of the Orestias populations found in it. The objective of this study was to evaluate the existence of genetic structuring of Orestias cf. agassii populations located in the Isluga River, in the Isluga Volcano National Park. Samples were taken from a transect from the river source (4.200 m a. s. l.) to a wetland near the town of Isluga (3.740 m a. s. l.) in order to evaluate the genetic structuring between localities situated along an altitudinal gradient. Genomic DNA was extracted from the specimens at each collection site from which the control region (D-Loop; mtDNA) and 7 microsatellites (nDNA) were amplified. The results suggest that the genetically less diverse populations correspond to the ones closest to the Isluga river source and the most diverse to the populations at the end of the river, and there would also be a positive correlation between the genetic difference of the populations and the difference in altitude. It was observed that the differences in altitude found in the Isluga River generate a slope with a unidirectional flow of water, so downstream populations can receive specimens carried from upstream. D-loop analyses show three genetic groups, the first group includes only specimens from the upper part of the river (Punto 42 locality), the second group is composed by species from the mid-zone localities (Taipicollo, Arabilla and Enquelga localities), and the xiii third group incorporates species from the low zones (Isluga II and Isluga localities). Likewise, microsatellite analysis suggests a genetic structuring of three groups for Orestias populations, similar to that obtained with the D-loop marker. However, the conformation of the groups would be different: the first group would be formed by localities in the upper river zone (Punto 42 and Taipicollo localities), the second by the mid-zone localities (Arabilla and Enquelga localities), and the third by the low zones (Isluga II and Isluga localities). Finally, the Orestias specimens from Isluga II and Isluga were the ones that showed greatest genetic diversity and haplotype difference with respect to the other river populations, therefore it is suggested that they could have a different evolutionary history, linked to the existence of the Tauca paleolake found during the late Pleistocene.