Pérdida de diversidad genética : implicaciones para la evolución y la conservación de dos especies de Ctenomys (rodentia : ctenomyidae) en Patagonia norte

Abstract

La diversidad genética es una medida del potencial evolutivo de las especies y poblaciones ya que les permite adaptarse a cambios en su entorno, tanto naturales como antrópicos. En este sentido, este aspecto se relaciona con la vulnerabilidad de las especies y poblaciones, y es útil para evaluar el riesgo de extinción de las mismas. En poblaciones con baja diversidad genética, el riesgo de extinción aumenta debido a su potencialmente limitada capacidad para responder a los cambios en su entorno. De esta manera, estudiar los cambios genéticos es útil, no sólo para la planificación de la conservación sino también para estudiar el cambio evolutivo de las especies. A partir del análisis de ADN antiguo extraído de fósiles, es posible estudiar de manera directa los cambios de diversidad genética de las poblaciones a lo largo del tiempo y evaluar el efecto de los cambios ambientales sobre la evolución de las especies. En el noroeste de Patagonia, dos especies de roedores subterráneos del género Ctenomys -C. sociabilis y C. haigi- proporcionan una oportunidad para evaluar los cambios genéticos a una escala temporal y espacial amplia. Ambas especies se distribuyen en el valle del río Limay -entre el lago Nahuel Huapi y el río Traful- bajo condiciones ambientales similares. Debido a sus hábitos subterráneos y a su similitud en cuanto a forma y tamaño corporal en el contexto de los pequeños mamíferos, estas especies comparten varias características asociadas a la historia de vida. Sin embargo, sus poblaciones actuales difieren marcadamente en cuanto a distribución geográfica y diversidad genética. C. sociabilis es una especie endémica de la Sierra de Cuyín Manzano, al oeste del río Limay en el Parque Nacional Nahuel Huapi, provincia del Neuquén. Si bien en la actualidad sus poblaciones muestran una ausencia de variabilidad genética en el gen que codifica el citocromo b, muestras fósiles recuperadas del yacimiento arqueológico Cueva Traful I (CTI) indican una mayor variabilidad genética durante parte del Holoceno en esa localidad. En contraste, C. haigi se distribuye ampliamente al este del río Limay, provincia de Río Negro. En CTI, las muestras fósiles de esta especie no evidencian pérdida de diversidad genética durante el Holoceno. Estas especies difieren también en el uso del hábitat y comportamiento. C. sociabilis es endémica del ecotono, principalmente en los bordes de mallín y áreas arbustivas con amplia cobertura de hierbas y gramíneas y es la única especie del género con hábitos gregarios. En cambio, C. haigi se distribuye ampliamente en casi todos los hábitats de la estepa y el ecotono -parapátricamente respecto a C. sociabilis- y muestra un comportamiento solitario. En esta tesis se utilizan muestras fósiles de dos depósitos paleontológicos novedosos, Arroyo Corral (ACo) y Cueva del Caballo (CdC) -ambos emplazados en el valle del río Limay- para analizar mediante el uso de ADN antiguo los cambios en la variabilidad genética de C. sociabilis (n = 26) y C. haigi (n = 23). Los datos obtenidos son comparados con los disponibles para CTI (C. sociabilis, N = 34; C. haigi, N = 31) y, además, se complementaron con datos de ADN actual de especímenes de C. sociabilis (n = 9) y C. haigi (n = 18) capturados en las inmediaciones de los sitios estudiados. De esta forma se logró un muestreo moderadamente razonable en cobertura espacial y temporal para evaluar la evolución de la variación genética del citocromo b durante los últimos 12 mil años. Para esto, se construyó un marco cronológico robusto mediante 28 fechados radiocarbónicos. Por otra parte, se explora la potencial vinculación entre los patrones de diversidad genética y los cambios ambientales ocurridos durante el Pleistoceno más tardío-Holoceno. Los datos genéticos de C. sociabilis de los sitios ACo, CdC y CTI mostraron evidencias directas de disminución de abundancia relativa y pérdida de variabilidad genética a nivel haplotípico y nucleotídico durante el Holoceno. Estos resultados indican que la variabilidad genética en esta especie se vio afectada en múltiples localidades de su rango geográfico. Por el contrario, para C. haigi los datos genéticos sugieren que esta especie ha aumentado su abundancia relativa y no muestra evidencias de pérdida de variabilidad genética. Para estudiar las causas de la pérdida de variabilidad genética y disminución de abundancia relativa de C. sociabilis se evaluaron tres hipótesis: (1) se vinculan con cambios ambientales catastróficos (erupciones volcánicas y caída de tefras asociadas), (2) se vinculan con competencia interespecífica entre C. sociabilis y C. haigi, o (3) se vinculan con cambios ambientales graduales (variaciones en la precipitación media y consecuente cambio en el límite del ecotono). Mediante los fechados radiocarbónicos se pudo determinar que entre los sitios analizados la pérdida de variabilidad genética de C. sociabilis ocurrió en diferentes segmentos temporales. Además, que la misma resulta previa al mayor evento de lluvia de tefras y que tampoco parece vincularse con la presencia de C. haigi. Todo esto permitió descartar las hipótesis (1) y (2). El patrón de cambio en los niveles de variabilidad genética de C. sociabilis fue más consistente con un proceso de cambio ambiental gradual. Los cambios de hábitat asociados con la evolución climática del Holoceno en Patagonia serían la explicación más plausible para la declinación detectada en C. sociabilis. Las diferencias en el uso del hábitat y comportamentales entre estas especies están asociadas con diferencias interespecíficas sustanciales en la demografía (e.g. dispersión y flujo genético). En consecuencia, los distintos patrones de variabilidad genética detectados a lo largo del tiempo podrían ser explicados por una respuesta diferencial de cada especie a los cambios de hábitat. Este estudio demuestra que incluso especies con altos niveles de variabilidad genética pueden ser afectadas significativamente ante un escenario de cambio ambiental gradual cuando las restricciones en el uso del hábitat y demográficas limitan su adaptabilidad.