Genetica de poblaciones

Genética de poblaciones amazónicas: la historia evolutiva del jaguar, ocelote, delfín rosado, mono lanudo y piurí, reconstruida a partir de sus genes

Marcadores moleculares denominados microsatélites o STRP
La cantidad requerida de ADN para la aplicación de estos marcadores es mínima.
Este tipo de marcador muestra cortos elementos repetitivos que contienen tándems de repetición de dos a seis pares de bases.

Pero, quizá, el uso mas frecuente ha tenido que ver con la determinación de la variabilidad genética en especies. También determinan cuellos de botella genéticos y fragmentación poblacional.

1. Una especie clave es aquella que posee una importante función ecológica en el ecosistema que habita; su desaparición, o alteración, cambia significativamente las relaciones tróficas, la estructura de la comunidad, los patrones de sucesión y la extracción de recursos de un ecosistema determinado; si desaparece, otras muchas especies declinan o desaparecen también;

2. Una especie indicadora es aquella que pertenece a un nicho altamente específico y que está especialmente ligada a una comunidad biótica muy particular; por fuera de esas circunstancias ecológicas tan limitadas, la especie no está presente;

3. Una especie sombrilla es aquella que requiere de grandes espacios inalterados para mantener poblaciones viables;

4. Una especie bandera puede ser aquella que se relaciona positivamente con el agrado del público por razones estéticas o emocionales y que fácilmente puede desencadenar una fuerte reacción de protección;

5. Una especie vulnerable posee un tamaño poblacional global muy pequeño, con poblaciones muy fragmentadas y aisladas con escaso poder de dispersión y especialmente afectada por la actividad humana; y

6. Una especie económicamente importante es aquella que se puede cultivar para producción y cuya presencia y comportamiento reporta ganancias o pérdidas económicas a los humanos

Jaguar y ocelote

107 muestras analizadas.

1. Estimar y comparar la variabilidad genética entre las subespecies onca y centralis;
2. Analizar la posible existencia de equilibrio Hardy–Weinberg en la población amazónica considerada;
3. Determinar el grado de heterogeneidad genética entre las poblaciones de P. onca onca de Colombia, Perú y Bolivia, y estimar el flujo genético entre ellas.
4. Determinar el grado de asignación poblacional de los perfiles multi–genotípicos de los diversos jaguares analizados a sus respectivas hipotéticas subespecies
5. Analizar la posible incidencia de cuellos de botella en las poblaciones amazónicas estudiadas con dos procedimientos diferentes

Jaguar
Demostró que el número de alelos encontrado en una muestra depende del tamaño de ésta, mientras que la diversidad génica es mucho más insensible al tamaño de la misma.

Presentaron un exceso significativo de homocigotos,

Existencia de una elevada endogamia en esa población, y/o existencia de una subdivisión geográfica interna que permite la existencia de acervos genéticos diferenciados en la subespecie onca.

La endogamia, la cual está asociada con la deriva genética, reduce la diversidad genética de forma sistemática, mientras que en el presente caso los niveles de diversidad genética son muy elevados.

Significar que la mayoría de los alelos detectados se encuentren dispersos por las diferentes poblaciones analizadas pero no necesariamente con las mismas frecuencias alélicas. Esta explicación permite compatibilizar la existencia de heterogeneidades significativas con flujos génicos relativamente elevados.

Para detectar una posible expansión poblacional, ésta sí fue detectada

Ocelote

Esto significa que todas las poblaciones de ocelotes analizadas poseen una enorme riqueza genética desde esta perspectiva molecular.

En todos los casos, la desviación se produjo por exceso de homocigotos.

Este resultado aboga en favor de que ambas supuestas subespecies, en realidad, constituyen una única población molecularmente hablando.

Esos valores de flujo génico son elevadísimos y denotan que esas poblaciones, en realidad, forman un continuo genético

Por lo tanto, pese a encontrarnos ante una especie de una amplia variabilidad genética, y de un fuerte potencial evolutivo, también nos encontramos ante una especie que sufre los efectos de un cuello de botella, probablemente, por la devastadora acción humana.

Por lo tanto, a diferencia de lo determinado para el jaguar, las poblaciones de ocelote no muestran evidencias de una expansión poblacional,

Delfín rosado

109 individuos RAPD

Habían mostrado ser polimórficos en esta especie.

1. Determinación de los niveles de variabilidad genética
2. Obtención de estimas indirectas de flujo génico entre las poblaciones analizadas;
3. Estimación de identidades y distancias genéticas entre las poblaciones objeto de estudio;
4. A nivel microgeográfico, es decir, entre lagunas de unmismo río, se determinó la cantidad de flujo génico para un sistema de lagos en el río

También se analizó si las distancias genéticas entre los individuos de diferentes lagunas están correlacionadas con las distancias geográficas entre las mismas

Significa que existe una fuerte similitud genética entre las poblaciones de delfines rosados de esos ríos.

En segundo lugar, la población boliviana es la que más deriva genética ha sufrido de todas las poblaciones consideradas.

La cantidad de heterogeneidad genética encontrada entre todas las poblaciones estudiadas fue moderadamente elevada

Resultan extremadamente homogéneas para marcadores genéticos nucleares.

Esta colonización fue homogénea y procedente de un mismo acervo genético ancestral.

Esto muestra que existe una limitada interconexión genética entre los delfines de diferentes lagunas en sistemas fluviales contiguos.

Parecen mostrar una fuerte filopatría, especialmente, en el caso de las hembras.

Igualmente, la existencia de una heterogeneidad genética, relativamente elevada entre diferentes lagunas de un mismo río, favorece la idea de una elevada filopatría reproductiva en los delfines rosados.

Mono lanudo o churuco

30 Muestras Microsatélites

1. Determinación de los niveles de diversidad genética (H) para esta especie en la
Amazonía colombiana y peruana;
2. Detección de posibles recientes cuellos de botella que afecten la viabilidad de esta especie mediante la técnica de Cornuet & Luikart (1996); y
3. Estimación de números efectivos y números globales en el área estudiada a partir de los niveles promedios de heterocigosis esperada

Diversidad genética estimada es moderada,

Mostró evidencia robusta de haber atravesado un cuello de botella reciente.

Piurí

58 muestras microsatélites
No separadas por más de 40 km de distancia.

Las muestras analizadas presentaron perfiles multi–genotípicos únicos, lo que mostró que representaban diferentes individuos.

1. Determinación de los niveles de variabilidad genética con STRP;
2. Estimación de los niveles de heterogeneidad genética y flujo génico entre las muestras analizadas procedentes de las tres islas referidas;
4. Detección de cuellos de botella mediante microsatélites.

Pero, contrariamente a esa premisa, los niveles de variabilidad genética fueron muy elevados para los 58 ejemplares analizados con microsatélites.

Pero, igualmente, es observable que el valor promedio de la heterogeneidad es relativamente muy pequeño

Proceden, en realidad, de una única gran población.

Debe diferenciarse conceptualmente entre un cuello de botella genético y un cuello de botella demográfico.

Cuello de botella demográfico pero este hecho no parece haber tenido, todavía, repercusión a nivel genético. el jaguar y el delfín rosado son especies claves, además, de especies sombrilla y bandera

Todas las especies estudiadas son especies sombrilla (quizá con la excepción del piurí) porque necesitan grandes espacios, muchas veces inalterados, para sobrevivir. Todas, efectivamente, son especies bandera porque son llamativas, apreciadas estéticamente, y conmueven los corazones de muchas personas interesadas por su supervivencia (el piurí también podría ser una excepción). Sin embargo, este último es una especie indicadora y de enorme valor económico y cultural en el pequeño entorno amazónico donde sobrevive.

Discusión comparativa

De introducción de animales con características genéticas diferentes, para elevar los niveles de diversidad génica en sus respectivas poblaciones naturales.

Dentro de sistemas locales puede ser más importante que la simple persistencia global de especies porque la pérdida de poblaciones locales representa una declinación importante en la biodiversidad si esas poblaciones contienen trazos genéticos o fenotípicos únicos.

Sin embargo, localmente algunas poblaciones pueden estar sufriendo una reducción de variabilidad genética y de tamaño demográfico, ya sea por la destrucción de hábitat o por su caza directa, y las técnicas genético poblacionales pueden ayudar a detectar las poblaciones que están perdiendo biodiversidad, aun cuando la especie como un todo no presente, aparentemente, ningún problema grave. Este podría ser el caso del ocelote y del mono lanudo tal como hemos reportado.


Variación genética en Nothofagus (subgénero Nothofagus)

El rango de distribución geográfica juntamente con el sistema reproductivo son los caracteres de historia de vida de las especies que mejor explican los niveles de diversidad genética en las poblaciones de plantas. Esto se debe a que las especies de amplia distribución y con fecundación cruzada usualmente consisten de poblaciones grandes y que mantienen altas tasas de flujo génico entre ellas.

Por un lado se propuso que las especies mostrarían plasticidad fenotípica a lo largo de gradientes altitudinales continuos, mientras que con la latitud las diferencias entre las poblaciones tendrían un fuerte componente genético,

Los miembros del subgénero comparten la dispersión del polen anemófila y una dispersión limitada de las semillas que ocurre en la cercanía del árbol semillero.

Por lo tanto, las consecuencias genéticas de los disturbios a nivel de rodal dependerán de la escala del mismo y del modo de regeneración de las especies.

Se espera que especies de amplio rango mantengan elevado polimorfismo genético en comparación con sus congéneres de distribución geográfica restringida. Utilizando loci nucleares isoenzimáticos,

Además, todas las especies de amplia distribución mostraron una divergencia interpoblacional significativa

Mostró que aquellas del norte habrían sufrido severos cuellos de botella históricos

El modo de regeneración predominante por rebrote o semilla también afectará los niveles y distribución de la variación genética a escala regional.

Una manera de estudiar el tipo de sistema reproductivo es estimar las tasas de fecundación cruzada a base de pruebas de progenie (genotipos de semillas mantenidas en familias, es decir, provenientes de un árbol semillero dado). También se puede analizar la reducción en la heterocigosis media de la población por efecto de la endogamia.

Esto indica que cierto grado de autofecundación o de endogamia biparental debido a la cruza de individuos genéticamente similares puede ocurrir en las distintas especies del subgénero Nothofagus.

Las especies del subgénero comparten el mismo tipo de polen.

Esto muestra que existirían barreras reproductivas incompletas dentro del subgénero aún entre especies con diferente hábito de las hojas (caduca y siempreverde).

Si continúan los cruzamientos de los híbridos con el parental más abundante mediante el proceso denominado introgresión (retrocruzas recurrentes) se producirán individuos cuya constitución del núcleo será aquella de la especie dadora de polen,

Pueden indicar la presencia de barreras geográficas al flujo génico a través de las semillas.

Mediante reloj molecular determinaron que dichos linajes sufrieron disyunciones por barreras a la dispersión debido a entradas marinas desde el Pacífico durante el Oligoceno-Mioceno.

Su estrecho rango ecológico, el aislamiento en ambientes de montaña y cuellos de botella sufridos a lo largo de su historia evolutiva.

(1) regional consecuencia de factores históricos,
(2) de paisaje entre poblaciones habitando distintos ambientes
y (3) poblacional dentro de rodales producto del modo de regeneración.

Distintos marcadores moleculares con caracteres cuantitativos juntamente con información ecofisiológica y demográfica.


Variabilidad genética de poblaciones de Triatoma flavida
(Hemiptera: Reduviidae) en la península de Guanahacabibes

Hemiptera, Reduviidae

Enfermedad de Chagas, porque al picar a sus hospederos para alimentarse defecan y depositan en su deyección Trypanosoma cruzi,

Estos insectos están agrupados en 6 tribus, 19 géneros y 137 especies;

El análisis de la genética poblacional

Este análisis permite distinguir entre individuos supervivientes e inmigrantes, elemento importante para conocer los motivos de las reinfecciones posteriores al control y permite además identificar poblaciones de insectos con riesgo futuro de ser domiciliarios, así como el potencial de dispersión y flujo genético.

Técnica del ADN polimórfico amplificado al azar

A los triatomas colectados se le aisló el ADN genómico a partir de una pata

Se usaron 10 cebadores

En la amplificación de marcadores al azar de RAPD, para determinar el polimorfismo genético entre individuos de T. flavida.

Se analizaron 34 bandas de amplificación entre los individuos entre los individuos se formaron 2 grupos, que coinciden con los individuos colectados en las cuevas de la región occidental y oriental de Guanahacabibes.

Los valores de Fst obtenidos por las 3 metodologías indican una diferenciación genética pequeña y una tasa de migración suficiente para mantener homogeneidad genética entre los individuos

Los triatomineos parecen representar un grupo genéticamente heterogéneo, con especies generales que registran mayor variación del genotipo,

Se han descrito cambios genéticos y morfológicos asociados a la adaptación de poblaciones silvestres a domésticas o de laboratorio.

Al analizar el polimorfismo genético entre los individuos de una misma población, se encontró homogeneidad genética entre los individuos de la población de Caimanera,

Las tasas de migración de alrededor de 8 individuos por generación, lo que implica un flujo genético importante entre las poblaciones y como resultado una homogeneidad genética entre estas.

Diferentes estudios han demostrado la reducción progresiva de la variabilidad de la secuencia de genes al comparar poblaciones silvestres y domiciliadas.


Utilización de microsatélites para la determinación de la variabilidad genética de la polilla de la manzana Cydia pomonella L.

A pesar de las distancias geográficas entre algunas poblaciones (aprox. 180 km), se encontraron bajos coeficientes de diferenciación genética entre poblaciones (FST = 0,0- 0,00097 y GST = 0,005-0,127), sin presencia de aislamiento por distancia, y con altos niveles de flujo génico (Nm 250).

Déficit de heterocigotos encontrado

La alta diversidad génica y los altos niveles de flujo génico parecen indicar que las poblaciones estudiadas de la polilla de la manzana en ambas regiones estudiadas están distribuidas formando casi un continuo.

Los cuales incluyen insecticidas más selectivos y el uso de feromonas sexuales en programas de manejo de áreas extensas
Estas estrategias de control requieren información más detallada sobre la estructura y dinámica de las poblaciones de la polilla de la manzana, en particular sobre la dispersión y migración de la plaga tanto a nivel del huerto y su entorno como a nivel regional.

Resistencia incipiente a algunos insecticidas que sugieren que pueden existir altos niveles de flujo génico entre huertos con y sin aplicación de estos agroquímicos

Los marcadores microsatélites o Secuencias Simples Repetidas (SSRs) son regiones del genoma en las que una secuencia corta, 2-6 pares de bases, se repite un cierto número de veces. Cada locus microsatélite tiene alelos con distinto número de repeticiones, lo cual se evidencia en bandas de distinto tamaño luego de su amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Estos marcadores se heredan de manera codominante, permitiendo diferenciar bandas en individuos homocigotos y heterocigotos (Zhang, 2004). Los microsatélites presentan altas tasas de mutación, lo que permite diferenciar individuos estrechamente emparentados

Los ocho loci de microsatélites seleccionados presentaron un total de 210 alelos en los 185 individuos de C. pomonella examinados.

Tres de las seis poblaciones analizadas presentaron todos sus loci polimórficos,

Deficiencia de heterocigotos encontrada.

Un análisis de todas las poblaciones y loci resultó en un valor FIS de 0,389, significativamente diferente de cero (P 0,001), es decir con una deficiencia de heterocigotos en las poblaciones analizadas.

No detectándose diferencias estadísticas dentro y entre las diferentes poblaciones de polilla de la manzana (Cuadro 4). La mayor parte de la varianza fue encontrada dentro de los individuos (97,87%, FIS = 0,02137, P < 0,001), luego entre individuos dentro de poblaciones (2,14%, FIT = 0,02133, P < 0,001) y finalmente casi totalmente ausente entre poblaciones

Usando marcadores moleculares microsatélite se encontró que el principal componente de la diversidad genética de C. pomonella de las localidades estudiadas corresponde a variación intraindividual (98%), mientras que una contribución mucho menor corresponde a variación entre individuos dentro de una población (2%), y prácticamente nada a variación entre poblaciones.

Un alto flujo génico puede estar relacionado con la falta de diferenciación entre las distintas poblaciones evaluadas, ya que el número mínimo estimado de migrantes entre poblaciones por generación (Nm) sería de aproximadamente 250 individuos. También se encontró una significativa deficiencia de heterocigotos, la cual probablemente está relacionada con la alta frecuencia de los alelos nulos que subestiman esta variable.

Han relacionado la deficiencia de heterocigotos con la presencia de alelos nulos más que con la posibilidad de altos niveles de endogamia, selección en contra de los heterozigotos, apareamiento selectivo o efectos asociados a la diferenciación entre poblaciones.

Los resultados del presente estudio indican que existe alto flujo génico y ausencia de estructura poblacional entre huertos de manzano de las Regiones de O´Higgins y Maule,

Aproximadamente el 10% de los individuos presenta conducta de realizar vuelos de largo alcance (Schumacher et al., 1997). Esta conducta es dependiente del ritmo circadiano, sexo, edad y estado de apareamiento de los individuos

En particular, el transporte de frutos, plantas desde viveros y el movimiento de "bins" de madera entre plantas de procesamiento de frutas, son factores que pueden aumentar significativamente la mezcla de poblaciones de C. pomonella entre huertos
y/o localidades distantes

En las seis poblaciones estudiadas la mayor cantidad de variabilidad genética fue encontrada a nivel intraindividual (aproximadamente 98%),

La alta diversidad alélica y los altos niveles de flujo génico indican que las poblaciones estudiadas de la polilla de la manzana distribuidas en las Regiones de O'Higgins y del Maule están formando casi un continuo.