Inferencia cronológica de la distribución antitropical en peces del Pacífico-Este mediante el uso de dos marcadores moleculares mitocondriales

Abstract

La presencia de taxa hermanos en zonas templadas y su ausencia en el ecuador es una característica común de muchos organismos terrestres y acuáticos. Sin embargo, los factores causales de esta antitropicalidad y la fecha de su ocurrencia son motivo de intensos debates. Una manera de abordar este problema es mediante la estimación de los tiempos de divergencia entre especies hermanas que presentan dicha distribución y analizar su coincidencia con hitos biogeográficos conocidos. Para el caso de los peces marinos, la distribución antitropical es un fenómeno típico de las costas chilenas y californianas, especialmente para júreles (Trachurus murphyi, Trachurus symmetricus), anchovetas (Engraulis ringens, Engraulis mordaz) y sardinas (Sardinops sagax, Sardinops caeruleus). En base a estimaciones de distancia genéticas por coalescencia, construcción de árboles filogenéticos entre dichas especies y utilizando dos marcadores moleculares mitocondriales (región control y citocromo b) pudimos observar que las especies del género Trachurus y Sardinops presentan distancias genéticas similares: 2.1 a 2.4 % de divergencia para región control y 0.9 a 0.5 % de divergencia para citocromo b, resultados que reflejarían una separación de hace aproximadamente 0.4 a 0.1 millones de años (tasas de 3,6% para región control y 1-2 % para citocromo b). Por otra parte las especies hermanas E. ringens y E, mordaz presentan distancias genéticas mucho mayores (16.9 - 14.8% de divergencia), aplicando las mismas tasas de reloj molecular las distancias obtenidas reflejan una separación hace 3.8 a 2.4 millones de años, de acuerdo a la región control y 21- 3.7 millón de años considerando citocromo b. Los resultados apuntan a divergencias para las especies de los géneros Trachurus y Sardinops durante el Pleistoceno y para las especies del género Engraulis durante el Mioceno-Plioceno. Se encontró además, que las especies de un mismo género muestran una historia demográfica similar en los dos Hemisferios, lo que refleja que, frente a cambios oceanográficos de gran escala, especies hermanas estarían respondiendo de manera similar. Por otra parte los datos de diversidad genética, obtenidos a nivel de especies, reflejan similares modelos de evolución para las especies de los géneros Trachurus y Engraulis, pasando durante su historia por "cuellos de botella" que redujeron sus diversidades genéticas. Las especies del género Sardinops muestran poblaciones estables que reflejan un crecimiento poblacional inmediatamente después de la escisión del nodo que une los linajes de las dos especies hermanas.

The presence of sibling taxa in temperate zones and it absence in the equator is a common characteristic of many terrestrial and aquatic organisms. However, the causal factors of this antitropicality, and the date of their occurrence are the subject of intense debate. One way to address this problem is by estimating the divergence time among sister species that exhibit this distribution, and to analyze its coincidence using known geographic landmarks. For the case of marine fishes, the antitrophical distribution is a typical phenomenon of the Chilean and Californian coasts, especially for jurel (Trachurus murphyi, Trachurus symmetricus), anchoveta (Engraulis ringens, Engraulis mordax) and sardine (Sardinops sagax, Sardinops caeruleus). Based on coalescent estimates of genetic distance, re-construction of phylogenetic trees among these species and using two mitochondrial markers (control region and cytochrome b) I found that the species of the genus Trachurus and Sardinops present similar genetic distances: 2.1 to 2.4% of divergence for control region and 0.9 to 0.5% of divergence for cytochrome b, results that would reflect a separation of approximately 0.4 to 0.1 million years (clock calibration of 3,6% for control region and 1-2% for cytochrome b). On the other hand, the sister species E. ringens and E. mordax, showed much larger genetic distances (16.9 - 14.8% of divergence). Applying the same rates of molecular clock, the obtained distances suggested a separation ranging from 3.8 to 2.4 million years according to the control region, and 21 - 3.7 million years according to cytochrome b. These results suggest that for the species of the genus Trachurus and Sardinops divergence occurred during Pleistocene, and for the species of the genus Engraulis divergence occurred during Miocene-Pliocene. I also found that the species of the same genus showed a similar demographic history in the two hemispheres, what reflects that when facing great oceanographic changes, sister species would respond in a similar fashion. On the other hand, the obtained data of genetic diversity at the species level, reflect similar evolution models for Trachurus and Engraulis, which passed through bottlenecks that reduced their genetic diversities. The species of the genus Sardinops, however, exhibited stable populations that reflect a population growth immediately after the division of the node that unites the lineages of the two species sisters.