Grado de especialización ecológica y filogeografía comparada entre el herbívoro especialista Scurria scurra y sus dos algas hospederos en la costa chilena.
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Date
2014
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Esta tesis tuvo como primer objetivo evaluar el nivel de especialización de un herbívoro marino, la patela Scurria scurra, en sus dos algas hospederos Lessonia spicata y Durvillea antartica. A partir de una revisión de conceptos y criterios, se evidenció (en el Capitulo Introductorio) que un herbívoro especialista es adecuadamente caracterizado basándose en el grado de ubicuidad y versatilidad ecológica en su uso de recursos. El termino versatilidad ecológica se refiere al rango de recursos utilizados y desempeño particular mostrado por una especie cuando explota estos recursos, en comparación a otras especies. El termino ubicuidad se refiere al rango de hábitats o de plantas utilizadas en el caso de un herbívoro especialista, y las densidades relativas del herbívoro en cada una de estas plantas o hábitats. En el segundo capítulo de esta tesis, se realizó una estimación del grado de ubicuidad y versatilidad ecológica de S. scurra respecto de sus dos algas hospederos L. spicata y D. antartica en Chile Central. Nuestra premisa inicial fue que debido a que un alga hospedero suele ser alimento y refugio para pequeños herbívoros, el mayor tamaño y complejidad estructural de L. spicata ofrecería más espacio para habitar y albergaría mayores densidades de S. scurra y de mayores tamaños que D. antartica. Se evaluó si la prevalencia de S. scurra en L. spicata y D. antartica se correlaciona con la disponibilidad relativa de estos hospederos en ocho sitios. En segundo lugar, se evaluó si la probabilidad de presencia y tamaños de S. scurra se correlacionan con el tamaño y forma de distintas estructuras (principalmente discos y estipes) de L. spicata y D. antartica. Nuestros datos sugieren que la ocurrencia de S. scurra es verdaderamente selectiva respecto de su huésped principal L. spicata, mientras que tiene un uso oportunista de D. antarctica.Concordantemente, la prevalencia de S. scurra en L. spicata osciló entre 0.7 y 1.0, mientras que en D. antartica, la prevalencia de S. scurra aumentó con el aumento de las densidades de D. antartica hacia el Sur.Regresiones logísticas sobre la presencia y el tamaño de S. scurra de acuerdo con el tamaño de diferentes estructuras de sus algas hospederos mostraron que la presencia de S. scurra está más correlacionada con el diámetro de estipes en L. spicata, y con la altura del disco en D. antartica. S. scurra alcanzó una mayor abundancia por alga y mayores tamaños en L. spicata en comparación con D. antartica. Los resultados anteriores sugieren que los rasgos morfológicos y disponibilidad de micro-hábitat en macroalgas posibilitarían alcanzar mayores abundancias en herbívoros especialistas al conferir mayor espacio para refugiarse contra enemigos o condiciones ambientales adversas. Esta tesis tuvo como segundo objetivo general evaluar el grado de concordancia de las estructuras genéticas espaciales y las señales genéticas de cambios demográficos pasados entre S. scurra y el complejo L. nigrescens (Lessonia berteroana y Lessonia spicata) en la costa Chilena (26°S to 42°S). Un primer objetivo consistió en evaluar si la diversidad genética en S. scurra muestra los mismos quiebres filogeográficos mayores verificados previamente en Lessonia para la costa de Chile: específicamente, las discontinuidades genéticas a los 30°S y a los 27°S. En segundo lugar, se investigaron los posibles cambios demográficos experimentados por ambas especies (principalmente S. scurra y L. spicata) debido a la transición Glacial-Interglacial. De hecho, un desplazamiento hacia el Norte de los Vientos de Deriva del Oeste parece haber modificado la intensidad de la surgencia al Sur de 30°S, lo que redujo la productividad primaria durante el Último Máximo Glacial (UMG).Nuestros análisis empleando marcadores AFLP confirmaron la ocurrencia de una discontinuidad genética mayor en la estructuración de las poblaciones de S. scurra consistente con la ruptura biogeografica propuesta a los 30°S.Esta ruptura también fue demostrada anteriormente en otros vertebrados e invertebrados a lo largo del intermareal de Chile y tiene probablemente un origen extrínseco o ambiental (diferentes condiciones oceanográficas a ambos lados de los 30°S). Además, la sub-estructuración de las poblaciones de S. scurraubicadas al norte de 30°S coincidió con el segundo quiebre genético observado en el complejoL. nigrescens con marcadores de ADN mitocondrial alos 27°S.Esta ruptura genética a 27°S es única deL. berteroana y S. scurra. En segundo lugar, de acuerdo a nuestros análisis con el marcador COI (reconstrucción de tamaños efectivos poblacionales en el software Beast, y simulaciones de escenarios en DYABC), el escenario demográfico más probable paraS. scurra es la extinción de sus poblaciones al Sur de los 34°S durante el UMG, seguida de una recolonización postglacial de esta zona desde refugios ubicados más al norte.Para L. spicata, el escenario más probable en virtud de simulaciones en DYABC indica que las poblaciones al Sur de los 34°S también se vieron afectados por algún cambio ambiental mayor durante el UMG y experimentaron una recuperación demográfica post-Glacial desde entonces. Este patrón, no reportado aún para especies que no fueron afectadas por la capa de hielo en América del Sur, es probablemente el resultado de un desplazamiento post-Glacial progresivo hacia el sur de los Vientos de Deriva del Oeste y el restablecimiento asociado del sistema de surgencia costera. Todo lo anterior pone de manifiesto la estrecha interacción con L. spicata y L. berteroana y la alta especialización de S. scurra, la cual no fue capaz de persistir en otros sustratos o algas durante el UMG en el sur de Chile Central. Lo anterior también es coherente con estudios recientes que apoyan la idea que la concordanciaen los patrones filogeográficos y demográficos es más probable entre organismos que mantienen interacciones ecológicas fuertes y específicas.
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Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas, mención Ecología)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2014