Análisis de los polimorfismos para el largo de los fragmentos de restricción de ADN en Dichroplus elongatus y Eyprepocnemis plorans (Orthoptera) y su relación con la evolución de los cromosomas B

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

1999

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

CROMOSOMAS - ADNMT - ADNR - RFLP - FILOGEOGRAFIA - EVOLUCION - COADAPTACION A-B - ORTOPTEROS - CHROMOSOME - MTDNA - RDNA - RFLP - PHYLOFEOGRAPHY - EVOLUTION - A-B COADAPTATION - ORTHOPTERA

Descripción:

Los insectos ortópteros ofrecen excelentes oportunidades para estudiardiferentes aspectos de la genética de poblaciones, tales como la divergencia genética,flujo génico, introgresión, selección natural y adaptación. El estudio de la evolución paralela entre ADN genómico, ADNextracromosómico (ADN mitocondrial) y cromosomas supemumerarios o B permiteevaluar la importancia relativa de las diferentes fuerzas evolutivas sobre lavariabilidad genética y cromosómica. Entre los insectos, Dichroplus elongatus y Eyprepocnemis plorans constituyen excelentes modelos para este tipo de estudio yaque en poblaciones naturales de estas especies se detectaron polimorfismos paracromosomas B aparentemente estables. Sin embargo, los mecanismos demantenimiento de estos cromosomas parece diferir entre estas especies. Mientras queen E. plorans el mantenimiento de los cromosomas B se apoya sobre las bases de unmodelo cercano a la neutralidad, en D. elongarus los resultados previos sugieren unposible efecto selectivo. D. elongatus es un saltamontes fitófago que se distribuye ampliamente en la Argentina. Las poblaciones argentinas de esta especie se caracterizan por presentarpolimorfismos paralelos para cromosomas B y segmentos supernumerarios en lospares S10 (SS10), S9 (SS9) y M6 (SS6). Estudios cromosómicos previos revelaronque algunas poblaciones naturales de la provincia de Tucumán presentanpolimorfismos para cromosomas B que afectan la condición de quiasmas ycomprometerían la fertilidad de los portadores. Asimismo, se detectó interacciónentre las distintas formas de heterocromatina. Esta interacción podría afectar lospatrones de distribución de los polimorfismos con respecto a lo esperado por el azar. Estudios isoenzimáticos y citogenétícos previos demostraron que los B y dos locialozímicos estuvieron asociados a variables geográficas o climáticas. Estasobservaciones han abierto nuevos interrogantes acerca de los mecanismos demantenimiento de las diferentes formas de heterocromatina supemumeraria en D.elongatus y cual es la importancia relativa de las diferentes fuerzas evolutivas sobrela diferenciación genética en esta especie. Se analizó la variación genética de D. elongatus a nivel del ADN mitocondrial (ADNmt), con un enfoque filogeográfico. Mediante la técnica de RFLP (polimorfismos para la longitud de fragmentos de restricción) se estudiaron 171individuos provenientes de poblaciones cromosómicamente polimórficas localizadasen las regiones Noroeste y Este de Argentina pertenecientes a las provinciasbiogeográficas: Las Yungas, Espinal y Pampeana. Las 10 enzimas de restricciónutilizadas generaron 59 fragmentos de ADNmt. Se detectaron polimorfismos para losfragmentos producidos por HindIII, HaeII y HinfI. El número de substituciones porsitio entre pares de haplotipos varió entre 0.65 y 3.84%. El fenograrna obtenido por el método de Neigbor-Joining (empleando elnúmero de sustituciones nucleotídicas por sitio) mostró dos grupos principales: unoagrupa a los haplotipos propios de la región Este y el otro agrupa a los haplotipospresentes en la región Noroeste. El árbol filogenético de consenso entre haplotiposmitocondriales permitió postular al haplotipo ancestral. Este ocupa el centro de la redy de él habrian derivado los dos grupos principales de haplotipos (Noroeste y Este). El dendrograma de la divergencia nucleotídica entre poblaciones mostró unagrupamiento de las poblaciones de acuerdo con su distribución geográfica. El gradode heterogeneidad del ADNmt entre las poblaciones de las regiones del Noroeste y Este fueron altamente significativo. Dentro de la región Este se observóhomogeneidad entre las poblaciones pertenecientes a la provincia biogeográfica del Espinal, pero heterogeneidad entre las pertenecientes a la provincia biogeográfica Pampeana. Se observó también heterogeneidad significativa entre diferentes zonas dela provincia de Las Yungas (región Noroeste). Estos resultados sugieren que lospatrones de distribución del ADNmt en D. elongatus podrian deberse: l) Aislamientopor distancia entre las provincias biogeográficas y 2) Factores ecológicos dentro delas mismas. Se estudió la variación en el ADNr en las mismas poblaciones analizadas anivel del ADNmt de D. elongatus con el fin de comparar los patrones de distribucióndetectada a ambos niveles y evaluar las diferentes fuerzas evolutivas asociadas a ladiferenciación genética detectada, incluyendo, en el caso del ADNr, la importanciarelativa de la evolución concertada. Se analizaron a través de RFLP, 156 individuosde las 13 poblaciones. Se utilizó una sonda de 0.8kb del espaciador no transcripto (NTS) del saltamontes Calediu captiva. Se analizaron los patrones de restricciónproducidos por cinco enzimas (BamHI, EcoRI, PstI, HindIII y XbaI) detectándose untotal de 21 fragmentos. Todos ellos, excepto los de BamHI, mostraron variación intrae interpoblacional. PstI reveló tres fragmentos cuya combinación originó cincopatrones ampliamente distribuidos. HindIII produjo 5 fragmentos, que originaron 10patrones, algunos de los cuales son privados de Las Yungas. Las digestiones con XbaI produjeron 2 fragmentos, uno de ellos polimórfico. El mayor número de bandasy los tamaños más pequeños se produjeron al digerir el ADN con EcoRI donde seencontraron 9 bandas. Se analizó la variación intrapoblacional e interpoblacional através de los indices de distancia: i) Lynch (1990), basado en la presencia y ausenciade bandas y ii) Hedrick (1983), empleando la intensidad de las bandas. Laspoblaciones que presentaron mayor variabilidad intraindividual e intrapoblacionalpertenecen a Las Yungas. Los árboles obtenidos por Neighbor-Joining a partir de losíndices de Lynch y Hedrick son muy semejantes y evidencian dos grandes grupos. Elprimero de ellos reúne a la mayoría de las poblaciones de la provincia Pampeana, alas de la región sudeste de Las Yungas y una población del Espinal. El otro nuclea alresto de las poblaciones del Espinal y la población restante de la provincia Pampeana. Un rasgo interesante es la alta distancia genética entre las poblaciones dela región oeste de Las Yungas entre sí y con respecto al resto de las poblaciones. El alto nivel de variación intraindividual, intra e interpoblacional implicaríaque los mecanismos de evolución concertada serian poco eficientes en esta especie. Los patrones de distribución del ADNr no se corresponden con los hallados para el ADNmt sugiriendo que la deriva y la migración no podrían explicar por sí solas lavariabilidad detectada para el ADNr, similarmente a lo encontrado para laheterocromatina supemumeraria, sugiriendo la posibilidad de que existan factoresadaptativos que podrían afectar la variación de la heterocromatina supemumeraria ydel ADNr limitando los efectos de los factores estocásticos. E. plorans se distribuye a lo largo de la costa mediterránea en Europa. En elsur de España las poblaciones naturales presentan un complejo polimorfismo paracromosomas B. Se han identificado hasta cuarenta tipos de cromosomas B, los cualesno solamente se generan por recombinación sino también como consecuencia de unaalta tasa de mutación. El número de tipos de B predominante en las poblacionesnaturales de E. plorans es comparativamente bajo pero es marcado el hecho de quecada uno de ellos dominan en diferentes regiones a lo largo de la costa sur de España. Se propuso a B1 como el tipo original. A este cromosoma lo reemplazó B2 en laprovincia de Granada y este de Málaga, mientras que B5 lo hizo en la zona central de Málaga dejando una isla de B1 entre ambas áreas. No hay razones obvias que expliquen la sustitución de un B por otro. Sepropuso un modelo cíclico para la evolución de los cromosomas B de E. plorans quesostiene que coadaptación y evolución de genes supresores en el complemento Aeliminaría el mecanismo de acumulación de los B. El sistema alcanzaría un estadocercano a la neutralidad hasta que una nueva variante recupere el mecanismo deacumulación y todo el proceso comenzaría nuevamente. Este modelo sugeriría quefactores preexistentes en el genoma A podrían favorecer o no a un determinado tipode B. Si esto es cierto, entonces debería existir alguna diferenciación genética en E.plorans entre las regiones donde predominan diferentes variantes de B. En este trabajo se analizaron los patrones de restricción del ADNmt de E.plorans como marcador para detectar diferenciación genética entre poblaciones quedifieren en el tipo de cromosoma B. Se analizaron 197 individuos provenientes de 12poblaciones que comprenden el área en estudio. La digestión del ADN mitocondrial de E. plorans con nueve enzimas derestricción reveló una baja variabilidad. Solamente EcoRI produjo tres patronesdiferentes, denominados morfo I, II y III. En los demos del área central está presenteel B1 y el morfo II del ADNmt. Al sudoeste del área central, los demos vecinosmuestran una zona híbrida entre el B1 y el B5 y entre los morfos I y II. Sin embargo,el morfo I presenta una amplia distribución en el área de estudio y en algunos casoses predominante o es el único encontrado en las poblaciones donde existen otrostipos de Bs. Considerando al ADNmt como un marcador no relacionado con los Bs,deberían existir ciertas diferencias entre la distribución del ADNmt y las áreasdefinidas por los cromosomas B. Sin embargo, estos resultados sugieren que laevolución de los cromosomas B en E. plorans no sería independiente del genomabásico y que la sustitución de un B por otro podría estar acompañada en algunosdemos por cam Consulte el resumen completo en el documento.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3186_Clemente