Explorando los efectos de la contaminación con asimetría fluctuante y morfometría geométrica bajo un entramado ecológico-evolutivo complejo sobre dos especies putativas crípticas de Trichomycterus en la cuenca del Maipo

Abstract

Una de las medidas para estimar las perturbaciones que desestabilizan el proceso natural del desarrollo es la asimetría fluctuante (AF), que refiere a pequeñas desviaciones aleatorias respecto a la simetría de un carácter bilateral, y puede ser utilizada como un bioindicador de salud individual y calidad de los hábitats. En este trabajo se buscó una asociación entre la AF y el estrés ambiental producido por exposición crónica a la contaminación durante el desarrollo. Para esto se utilizaron bagrecitos de dos grupos genéticos del género Trichomycterus coexistiendo en simpatría en la cuenca del río Maipo; uno de los sistemas fluviales dulceacuícolas más antropizados de Chile y con grados variables de contaminación. Se cuantificó la AF en la forma cefálica de peces adultos fotografiados vivos en ambientes contaminados y menos contaminados. Para proceder se utilizaron datos moleculares (SNPs) en la identificación de los individuos de cada grupo genético y se estimó su diferenciación morfológica extrayendo la forma biológica de la cabeza y analizando patrones de coloración del cuerpo mediante un análisis cuantitativo y cualitativo. Como resultado se pudo corroborar la presencia de dos grupos genéticos diferenciados claramente y cohabitando en tres de los cuatro sitios muestreados en la cuenca del Maipo. A nivel morfológico no fue posible establecer divergencias evidentes entre los grupos, observándose leves diferencias en el patrón de coloración (manchas) y la forma de la cabeza, que se hacen más marcadas/notorias al comparar individuos más contrastantes en estos aspectos. Para ambos grupos se encontraron niveles variables de asimetría fluctuante, pero no asociados al estrés ambiental. Tampoco se obtuvo una sensibilidad diferenciada entre ambos grupos genéticos de Trichomycterus al evaluar dentro y entre las localidades muestreadas. Estos resultados son consistentes con otros estudios que han observado relaciones débiles o ausentes entre estas variables, que en nuestro caso se podrían atribuir a una gran capacidad de adaptación del bagrecito a entornos perturbados y a otros factores no considerados en los análisis, que podrían generar efectos acumulativos o sinérgicos en la AF (e.g. el sexo, rango etario, inclusión de otras estructuras morfológicas y un mayor contraste en los niveles de contaminación). En consecuencia, los hallazgos presentados aquí resaltan la importancia de realizar estudios de campo en sistemas naturales, utilizando como modelo a especies nativas que habitan ambientes estresantes en donde han demostrado establecerse y persistir en el tiempo.

One measure to estimate perturbations that destabilize the natural process of development is fluctuating asymmetry (FA), which refers to small random deviations from the symmetry of a bilateral character, and can be used as a bioindicator of individual health and habitat quality. In this study, we investigated the association between FA and environmental stress induced by chronic exposure to pollution during development. To address this, we used catfishes of two genetic groups of Trichomycterus genus, coexisting in sympatry in the Maipo River basin—one of the most anthropized freshwater fluvial systems with varying degrees of contamination. We quantified FA in the cephalic shape of live adult fish photographed in both contaminated and less contaminated environments. To proceed, we utilized molecular data (SNPs) to identify individuals within each genetic group and estimated their morphological differentiation by extracting the biological shape of the head and analyzing body coloration patterns through quantitative and qualitative analyses. As a result, we confirmed the presence of two clearly differentiated genetic groups cohabiting in three of the four sampled sites within the Maipo River basin. Morphologically, no evident divergences were established between the groups, observing subtle differences in coloration patterns (spots) and the head shape, which became more pronounced when comparing more contrasting individuals in these aspects. For both groups, variable levels of fluctuating asymmetry were found, but they were not associated with environmental stress. Additionally, no differentiated sensitivity was observed between the two genetic groups of Trichomycterus when evaluating within and among the sampled localities. These results are consistent with other studies that have reported weak or absent relationships between these variables. In our case, this could be attributed to the catfish’s remarkable adaptability to disturbed environments and other factors not considered in the analyses, which may contribute to cumulative or synergistic effects on FA (e.g. sex, age range, inclusion of other morphological structures, and greater contrast in contamination levels). Consequently, the findings presented here highlight the importance of conducting field studies in natural systems, using as a model native species that inhabit stressful environments where they have demonstrated to settle and persist over time.