Patrones de diversidad genética y estructura poblacional contemporánea en Siphonaria lateralis (Gould, 1846) en el océano Austral.

Abstract

Siphonaria lateralis es un invertebrado marino de amplia distribución en el océano Austral, cuyo modo de desarrollo protegido le confiere un bajo potencial dispersivo. Estudios moleculares recientes con marcadores tradicionales señalan que esta especie presenta un patrón de estructuración en 3 grupos, i) Sudamérica, Kerguelen y Macquarie, ii) Malvinas/Falklands, y iii) South Georgia, lo que sugiere conectividad entre localidades distantes y una marcada diferenciación entre localidades cercanas. Para explicar este patrón, se ha planteado que el rafting puede ser un mecanismo de gran importancia en la distribución y conectividad de los organismos. En el caso de Siphonaria lateralis, se han reportado masas de huevos de adheridas a Durvillaea antarctica, un alga parda abundante y que se ha documentado como un vehículo de rafting para diversas especies en el océano Austral. Dado a que los marcadores tradicionales no distinguen si la conectividad responde a procesos históricos o contemporáneos, evaluamos si el rafting mantiene la conectividad genética contemporánea de Siphonaria lateralis a través de 116 individuos provenientes de 8 localidades y un set de datos de 5.515 SNPs obtenidos por NGS-GBS. Los resultados ilustraron 2 escenarios contrastantes, ya que dentro de la zona Antártica existe señal de flujo génico a extremadamente largas distancias (>16.000 km) entre islas South Georgia y Kerguelen, aunque se reconocen como poblaciones distintas, mientras que en la zona Sub-Antártica hay una fuerte estructura genética y evidencia de barreras al flujo en zonas geográficamente cercanas como lo son Patagonia y Malvinas/Falklands. Por tanto, a lo largo de >8.500 km Siphonaria lateralis se distingue en 4 grupos con su propia identidad genética, las cuales se mantienen aisladas y se sustentan principalmente por auto reclutamiento, siendo el rafting un mecanismo de carácter estocástico que se da sólo dentro de la zona Antártica y moderadamente, mediado por la Corriente Circumpolar Antártica, que no mantiene los niveles de conectividad históricos. Los análisis de diversidad genética mostraron índices bajos a nivel global, posiblemente producto de los constantes ciclos glaciares que mermaron la diversidad genética, a excepción de islas Malvinas/Falklands, lo cual permite reconocer un linaje evolutivo ancestral que se mantuvo en refugio glaciar paralelo y distintivo a la costa Norte de Patagonia.

Siphonaria lateralis is marine invertebrate broadly distributed in the Southern Ocean with protected development and low dispersal potential. Recent molecular studies with traditional genetic markers show that this species is structured in 3 genetic groups, i) South America Kerguelen and Macquarie, ii) Malvinas/Falklands, and iii) South Georgia, suggesting long-distance dispersal, yet marked genetic differentiation between geographically close locations. To explain this pattern, rafting has been pointed out as an important mechanism in shaping the distribution and connectivity or marine organisms. Siphonaria lateralis egg masses have been observed adhered to Durvillaea antarctica, an abundant brown alga documented as a rafting vehicle for several other Southern Ocean species. Given that traditional markers are unable to distinguish between historical and contemporary processes, this study evaluated if rafting could maintain contemporary genetic connectivity in Siphonaria lateralis, through the analysis of 116 individuals from 8 sampling sites and a dataset of 5515 SNPs obtained by NGS-GBS. Results show 2 genetic patterns: within the Antarctic Zone there’s genetic signals of long-distance dispersal (>16.000 km) between South Georgia and Kerguelen islands, two genetically distinct populations, while in the Subantarctic Zone we found strong genetic structure and evidence of barriers to gene flow between geographically close sites, Patagonia and Malvinas/Falkland Islands. Through >8.500 km of ocean, Siphonaria lateralis constitutes 4 genetically distinct groups, isolated and sustained by self-recruitment, where rafting is a stochastic, moderate mechanism occurring only within the Antarctic Zone, mediated by the Antarctic Circumpolar Current, which does not show the same levels of past genetic connectivity. Furthermore, genetic diversity indexes were low through S. lateralis distribution, most likely because of constant glacial cycles that erased genetic diversity, except for the Malvinas/Falkland Islands, recognized as an ancestral, independent genetic lineage that survived in an independent glacial refugium to Northern Patagonia coasts.