Influencia dels factors ambientals i dels canvis geològics passats sobre l'estructura genètica dels insectes aquàtics tant a nivell de població com de comunitat
- Autores: Francesc Murria i Farnos
- Directores de la Tesis: Narcís Prat Fornells (dir. tes.), Núria Bonada i Caparrós (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2009
- Idioma: catalán
- Títulos paralelos:
- Understanding the influence of environmental factors and past geological events on the genetic structure of aquatic insects using population and community approaches
- Tribunal Calificador de la Tesis: Alfried P. Vogler (presid.), Miquel Àngel Arnedo Lombarte (secret.), José Barquín Ortiz (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El objetivo principal de esta tesis doctoral es entender la influencia de factores ambientales y los cambios geológicos pasados sobre la estructura genética de los insectos acuáticos tanto a nivel de población como de comunidad. Para ello, se han combinado técnicas de taxonomía clásica basadas en morfología, genética molecular aplicada a la filogeografía y a la filogenia, y ecología de comunidades. Este trabajo es novedoso por utilizar este enfoque multidisciplinar que permite una visión más amplia de la interacción entre la ecología y la evolución sobre los organismos acuáticos.
En el primer capítulo de la tesis se utilizan marcadores moleculares para resolver dudas morfológicas en la relación larva-adulto de Hydropsyche (Trichoptera) a fin de encontrar características morfológicas que permitan distinguir e identificar las larvas con certeza. Esta aproximación ha dado buenos resultados porque ha permitido asociar una morfología de larva con una de adulto y confirmar la presencia de una especie dudosa para la Península Ibérica. Además, se presenta una clave dicotómica que permite diferenciar morfológicamente las tres especies de larvas de Hydropsyche consideradas dentro del grupo H. gr. pellucidula.
Efecto de la zonación longitudinal en la distribución geográfica de las especies de Hydropsyche y su variabilidad genética Considerando que los ríos son hábitats fragmentados porque están rodeados por hábitats terrestres, las capacidades de dispersión de los organismos acuáticos son importantes para definir su estructura genética. Por ello, está aceptado que las montañas que separan dos cuencas fluviales pueden provocar el aislamiento entre las comunidades si los organismos no pueden dispersarse entre cuencas, aunque este aislamiento depende de la propia orografía del paisaje y de las capacidades de dispersión del organismo. Se ha sugerido que la conectividad entre poblaciones de tramos bajos es mayor que entre poblaciones en cabeceras dado que éstas tienen menores barreras orográficas. Esta idea se ha testado y se ha confirmado la hipótesis de partida: sólo las especies adaptadas a cabecera están estructuradas genéticamente. Sin embargo, no se encontraron diferencias en el número de especies y su área de distribución entre cabeceras y tramos medio-bajos. No obstante, esta estructura no es generalizable ya que la especie de cabecera H. siltalai tiene una estructura metapoblacional y por lo tanto existe flujo genético entre poblaciones distantes. Esta dinámica de poblaciones permite a H. siltalai recolonizar los tramos de ríos temporales, propio de ríos Mediterráneos, a partir de tramos permanentes donde H. siltalai sobrevive en la época de sequía estival. El estudio de la dinámica poblacional de H. siltalai es otro de los capítulos de la tesis.
En esta tesis doctoral se demuestra que, a lo largo de la evolución, la zonación altitudinal tiene mucha influencia en los procesos de especiación de Hydropsyche. Las especies evolutivamente próximas comparten rasgos biológicos similares heredados de sus ascendientes y, por tanto, pueden ocupar nichos ecológicos similares, lo que se conoce como la conservación evolutiva del nicho, separándose especies de cabecera, tramos medios y bajos. Además, se destaca la importancia de la competición entre especies para estructurar las comunidades de Hydropsyche y, cuando hay co-existencia a escala local, se encuentra que las especies que coexisten no son filogenéticamente cercanas. Además, se debe destacar que, al cambiar de escala espacial y considerar la cuenca, las especies filogenéticamente más distantes co-existen porque a lo largo de su historia evolutiva las especies de Hydropsyche se han adaptado a utilizar los recursos ambientales de forma diferenciada a lo largo del eje fluvial para evitar la competencia.
Efecto de la historia en la distribución geográfica de las especies de tricópteros y su variabilidad genética El estudio del efecto de la historia se ha centrado, principalmente, en la compleja historia evolutiva del oeste de la cuenca Mediterránea. La combinación de estudios de poblaciones y de comunidades nos hace suponer que la compleja historia geológica de la Mediterránea puede explicar su mayor diversidad comparada con otras regiones climáticas del mundo. Este es el primer trabajo en esta área que utiliza el estudio de la comunidad de insectos acuáticos de todo un orden entero (Trichoptera) y, además, se combinan los resultados del estudio de la filogeografía de una especie de tricóptero de tramos medio-bajos que vive en toda esta región, Chimarra marginata. Este uso combinado de los dos tipos de estudio nos permite explicar con mayor robustez los resultados obtenidos ya que ambos métodos son complementarios: a nivel de comunidad se demuestra el efecto de la historia geológica en ríos de cabecera pero no en tramos medios-bajos, mientras que el mismo efecto sí queda patente en tramos medios-bajos a nivel de población.
Finalmente, en esta tesis doctoral también se estudia el efecto del movimiento vertical de la selva de alta montaña en el sureste de Queensland (Australia) durante las glaciaciones. Nuestros resultados indican contracciones de las poblaciones durante las glaciaciones y expansiones de éstas durante los periodos interglaciares. Ello indicaría un descenso de la selva tropical en épocas frías y la reducción de su menor superficie. La pérdida de hábitat reduce la diversidad genética del tricópteros Tasimia palpata, pero ésta se recupera durante los períodos interglaciales. Actualmente, a pesar de que las poblaciones más distantes están aisladas genéticamente, no se ha detectado ninguna especiación incipiente.
En conclusión, en esta tesis doctoral se analizan varios procesos que han podido incidir en generar la diversidad de los insectos acuáticos mediterráneos, tanto a nivel de población como de comunidad, y se destaca la importancia de la conectividad entre poblaciones, la historia geológica de la región y la adaptación de las especies a la zonación longitudinal de los ríos.
