Interacciones parásito-hospedador y especiación en peces cíclidos de lagunas cratéricas neotropicales

• Autores: Melinda Hofmann
• Directores de la Tesis: Marta Barluenga Badiola (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Pérez-Tris (presid.), Elena Arriero Higueras (secret.), Joost Raeymaekers (voc.), Christoph Bleidorn (voc.), Ana Isabel Fernández Perdices (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología animal (zoología)
      • Zoología general
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • Desde que Darwin lo propuso por primera vez en 1859, la selección natural se considera el principal motor de la evolución. Sin embargo, todavía está generalizada la idea de que la especiación es el resultado de procesos aleatorios, en los que la deriva genética juega un papel importante. Sólo en las últimas décadas se ha empezado a invertir esfuerzo en identificar los mecanismos responsables de iniciar y acelerar el aislamiento reproductivo que eventualmente resulta en divergencia y especiación. Estudiar estos mecanismos es especialmente interesante en casos donde el flujo de genes no tiene barreras físicas (condiciones de simpatría). Este cambio de enfoque hacia los mecanismos de especiación ha dado lugar a un renovado reconocimiento del papel de la selección natural como una poderosa fuerza en procesos de especiación, especialmente en respecto a interacciones ecológicas como la interacción parasito-hospedador. Los peces cíclidos conforman la familia más rica de vertebrados, y se distribuyen en los ríos y lagos de África, Madagascar, India y Sur y Centro América. Los cíclidos representan un sistema ideal para el estudio de la evolución, debido a sus sorprendentes ejemplos de radiación adaptativa, su diversidad morfológica, y las ocurrencias de paralelismo evolutivo. Los cíclidos Neotropicales de lagunas crátericas son ideales para estudiar los procesos de evolución ya que muestran uno de los ejemplos más convincentes de especiación simpátrica. El Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) es el componente clave del sistema inmune adaptativo, y consiste en los genes más polimórficos conocidos en vertebrados. Debido a su complejidad el MHC aún no ha sido caracterizado en muchas especies, incluyendo los cíclidos Neotropicales. En este trabajo caracterizamos los genes del MHC de clase IIB del complejo del cíclido de Midas (Amphilophus cf. citrinellus) en Nicaragua, e investigamos el papel que la interacción parasito-hispedador ha tenido en especiación simpátrica y alopátrica en varios lagos. Para ello hemos diseñado cebadores específicos, y hemos caracterizado la conformación de intrones y exones, y la diversidad alélica. Hemos creado modelos tridimensionales de la estructura molecular para cada alelo de MHC, y hemos identificado sus componentes estructurales clave. Con métodos de secuenciación masiva hemos analizado el MHC a nivel poblacional, y con análisis filogenéticos hemos identificado un grupo de alelos MHC no clásico, y once grupos de MHC clásico conformados por 146 alelos. Presentamos un caso de especiación en paralelo en dos lagunas cratéricas (Xiloá y Apoyo), donde al menos tres especies de cíclidos ecológica y morfológicamente equivalentes han evolucionado de forma independiente. Además, concluimos que los eventos de especiación siguen la misma sucesión en las dos radiaciones. En este caso de evolución en paralelo se ven cambios en varias adaptaciones eco-morfológicas así como en su ecología. Sin embargo, el paralelismo del patrón de divergencia de MHC no es tan claro. A pesar de que la selección natural a través de la especialización ecológica probablemente es el mecanismo de divergencia, el papel de la interacción parásito-hospedador en este caso todavía no está claro. Cada lago tiene un repertorio de alelos de MHC que es distintivo, indicando que están bajo selección por parásitos distintos en cada ambiente. Concluimos que el cíclido de Midas tiene uno de los repertorios de genes de MHC II más diversos conocidos, y presentan amplio polimorfismo trans-especie que podría servir como una herramienta poderosa para estudiar el proceso de radiaciones divergente, la colonización y especiación en simpatría.