Variabilidad nucletídica en el ADN mitocondrial de Alouatta Caraya del NE de Argentina

282 Pages·2012·3.52 MB·Spanish

Tesis de Posgrado
VVaarriiaabbiilliiddaadd nnuucclleettííddiiccaa eenn eell AADDNN
mmiittooccoonnddrriiaall ddee AAlloouuaattttaa CCaarraayyaa
ddeell NNEE ddee AArrggeennttiinnaa
Ascunce, Marina Sofía
2002
Tesis presentada para obtener el grado de Doctor en Ciencias
Biológicas de la Universidad de Buenos Aires
Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca
Central Dr. Luis Federico Leloir, disponible en digital.bl.fcen.uba.ar. Su utilización debe ser
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This document is part of the doctoral theses collection of the Central Library Dr. Luis Federico
Leloir, available in digital.bl.fcen.uba.ar. It should be used accompanied by the corresponding
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Cita tipo APA:
Ascunce, Marina Sofía. (2002). Variabilidad nucletídica en el ADN mitocondrial de Alouatta
Caraya del NE de Argentina. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos
Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3478_Ascunce.pdf
Cita tipo Chicago:
Ascunce, Marina Sofía. "Variabilidad nucletídica en el ADN mitocondrial de Alouatta Caraya del
NE de Argentina". Tesis de Doctor. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de
Buenos Aires. 2002. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_3478_Ascunce.pdf
DDiirreecccciióónn:: Biblioteca Central Dr. Luis F. Leloir, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. CCoonnttaaccttoo:: [email protected]
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VARIABILIDADNUCLEOTÍDICA EN EL ADN MITOCONDRIAL DE
ALOUATTACARAYADEL NE DE ARGENTINA
Por
MARINA SOFÍA ASCUNCE
Tesis presentada para optar por eltítulo de Doctor de laUniversidad de Buenos Aires
DIRECTORA y CONSEJERA DE ESTUDIO: DRA. MARTA D. MUDRY
DIRECTOR ASISTENTE: DR. ESTEBAN HASSON
LUGAR DE TRABAJO: Grupo de Investigación en Biología Evolutiva (GIBE)
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
Facultad de CienciasExactas yNaturales
Departamento de Ecología yGenética Evolutiva
m3578;
Buenos Aires
‘ .
2002
MITOCI-IONDRIAL DNA SEQUENCE VARIATION TNALOUAITA CARAYA
FROM THE NE OF ARGENTINA
By
MARINA SOFÍA ASCUNCE
Thesispresentedto obtainthe degree of Doctor ofthe Universityof Buenos Aires
Advisor: MARTA D. MUDRY, PH. D.
Co-advisor: ESTEBAN HASSON, PH. D.
Grupo de Investigaciónen Biología Evolutiva (GIBE)
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
Facultad de CienciasExactas yNaturales
Departamento de Ecología yGenética Evolutiva
Buenos Aires
2002
Amispadres Joaquín y Ercilia
Amishermanas Ángeles y Paula
Amisobrina María Cristina
A mi familia
Este trabajo ha sido publicado parcialmente en los siguientes articulos:
Ascunce MS, Hasson ER, & MD Mudry. 2002. Description of the (,‘ytochromeOxidase subunit II
gene insome genera of New World Monkeys (Primates, Platyrrhini). GliNE'IH ‘A,lI-t, 253-267
Ascunce MS, Hasson ER, & MD Mudry. COll as a useful tool for phylogenetic studies insome
genera of New World monkeys(Primates, Platyrrhini).Zoologica Scripta. En prensa.
Martinez K GiudiceA, SzapkievichV,Ascunce M, NievesM, Zunino G, & MD Mudry.
Phenotypic, Behavioraland Genetic Parameters Modeling Speciation in('ebus apella (Primates:
Platyrrhini).Maslozoologia Neotropical. En consideración.
Nieves M, Ascunce M, Rahn M, & MD Mudry. Genetic variabilityamong Atelespaniscus, Ateles
chamek,Ateles belzebuth,Ate/esgeojfroyi andAlouatta caraya: A new contribution to the
Controversia] Atelids Systematic. Chromosoma. En consideración.
Ascunce MS, Cortés-Ortiz L, & MD Mudry. Description of the mitochondrial control region in
Alouatta caraya (Primates, Platyrrhini)and the development of new primers. En preparación para
serenviadoaAmericanJournal ofl’rimatology.
Ascunce MS, Oklander, L,& MD Mudry. Different sources of mitochondrial DNA for
phylogenetics studies inNew World Monkeys. En preparación para ser enviado aBasic and
Appliedgenetics (exMende/iana).
A su vez, laautora participó de las siguientes publicaciones:
Giudice AM,& MS Ascunce. 1998.Presencia deAlouatta caraya fuera de su área de distribución
natural,Neotropical Primates 6(3):82-86. (Brasil)
Ascunce MS, Martinez R, ÁvilaI, & MD Mudry. 1999.New World Primates of the Argentinean
Museumof Natural Sciences "Bernardino Rivadavia",Buenos Aires,Neotropical Primates
7(l):28. (Brasil)
Ascunce MS, Zunino GE, & MD Mudry. The primatology inArgentina during the recently past
years.Neotropical Primates. En consideración.
AGRADECIMIENTOS
Durante eldesarrollo de este trabajo de Tesis, numerosas personas hancolaborado ydeseo
expresarles mimásgrato agradecimiento a todos ellos. Agradezco a CONICET (Consejo
Nacional de InvestigaciónCientíficayTecnológica) por haberme becado para realizar este trabajo
contando con Beca de Iniciación,Perfeccionamiento y Prórroga, ya laeducación públicay
gratuita de nuestro país en lacual me formé a lo largo de mivida.
Agradezco a misDirectores laDra. Marta D. Mudry yelDr. Esteban Hasson, por haberme
dado laoportunidad de desarrollar miTesis Doctoral en elGIBE (Grupo de Investigación en
Biología Evolutiva), por habermeapoyado en misproyectos laboralesypor su lectura crítica del
presente trabajo que loha enriquecido mucho.
Deseo agradecer especialmente alDr. GabrielZunino ya su grupo del Museo Argentino
de CienciasNaturales "Bernardino Rivadavia"(MACN) por su labor en elestudio de laecología
del mono aullador negro Alouatta caraya. El Dr. GabrielZunino es un colaborador clave en la
concreción de este trabajo pues fuequien capturó losanimales, los marcó y leextrajo las muestras
empleadas en este estudio. Así,que te estoy muyagradecida por eso ypor haberme permitido
participar de algunas campañas, lapasé muy bieny aprendí eso que no aparece en los libros y sólo
estando allíen laselvacon los monos uno termina de entender. De su clan, leagradezco alNegro
(Martín Kowalewski) gracias por labibliografiaque me mandastes, a Susana Bravo, a Luciana
Oklander, a Pablo Salomón, a Ana Sallenaveya todos loscolaboradores de su grupo. A lagente
del GIBE gracias por labuena compañía en especial a Mariela, Ariely Alicia.
Agradezco a losdirectores de Zoológicos yCentros de Cría por haber facilitadomuestras
de animalesen cautiverio para este trabajo, laspersonas responsables de dichas instituciones son
C. Galliari(Jardín Zoológico y Botánico de laCiudad de La Plata, Argentina), J. García (CEM,
Complejo Ecológico Municipalde laCiudad de Roque Saenz Peña, Chaco, Argentina), B.
Carpinetti (ECAS, Estación de Cria de AnimalesSilvestres, La Plata, Argentina), M. Azcurra
(IICS, Instituto de Investigaciones de laCienciayde la Salud, Asunción, Paraguay), M. Mas (Zoo
Buenos Aires, Argentina) y L. Chiesa (Ezeiza Flora y Fauna S. A., Argentina), leshago extensivo
miagradecimiento a los veterinarios ycuidadores por su colaboración.
Eltrabajo de laboratorio yde muestreo de animalescontó con fondos aportados por varios
subsidiosa sucargo otorgados por elCONICET (subsidiosMDM-PIP 4431/97-2000, EH-PEl
012/97-2000) ypor UBACyT (Universidadde Buenos Aires, Secretaría de CienciayTécnica,
MDM-EX 020/97-2000 / X031-2001y EH-TX067/97-2000).
Para eltrabajo experimental, deseo agradecer al laboratorio de Genética por haberme
permitido eluso de las PCRs, y en especial a laschicas que con tan buena onda compartían los
escasos turnos conmigo, a CeciB, a Amalia, a Vero, a Paula, a Paola, a todas. A la Dra. Beatriz
Saidman, por laconfianza de permitirme lalibreentrada a su laboratorio.
También agradezco a la Dra. Ranalli, el permitirme el uso de su PCR.
Para eltrabajo de secuenciación manual, agradezco al Dr. Alberto Kornblihtt (LFBM) por
haberme permitido eluso de facilidades de su laboratorio en especial la secadora de geles. De su
laboratorio meayudaron en lapuesta a punto de lasecuenciación Gustavito Melen yClaudio
Slamovit. Daniela Tosto (INTA, Castelar) también me ayudó en esto, gracias. A la Dra. Silvia
Moreno leagradezco elpermitirme eluso de lasecadora de geles. Al laboratorio de
Neurofisiología dirigido por el Dr. Maldonado, leagradezco haberme prestado su secadora de
geles, lo cual quito una importante cuota de stress a mitrabajo de secuenciación, muchas gracias.
Numerosos investigadores extranjeros han respondido mispedidos de separatas muy
generosamente y de manera diligente, les hago formal miagradecimiento pues han contribuido
enormemente. En este punto debo agradecer especialmente al Dr. Rozas quien por intermedio del
Dr. Hasson me permitió acceder a un articulo inédito de su autoría.
Quiero agradecer a misamigos biólogos: Lorena Longhi, Daniela Cánepa, Daniela
Celestino, Alejandra Rodriguez y Leandro Papinutti de quienes siempre recibí palabras de aliento,
contención, afecto y sobretodo entendimiento, les pasaba lo mismo que a mi. A misamigas no
biólogas: Marta y Silvia,gracias por todo.
Durante eltramo finalde este trabajo, tuve laoportunidad de realizar una estadia en
SmithsonianTropical Research lnstitute (STRl) de laciudad de Panamá, donde pude además de
terminar elexperimentalusando un secuenciador automático, conocer gente muybuena que
hicieron aún mas enriquecedora esa experiencia. De ellos agradezco especialmente a la Dra.
LilianaCortés-Ortiz por sugenerosidad en compartir conmigo sus conocimiento de aulladores. Al
Dr. Bif'fBermingham, por estar en todo y siempre. A Ely, Mely, Jenny, Steve, y a Karl que a
pesar de ladistancia siempre me envian sus mailsde aliento y amistad.
Unagradecimiento especial para Cachirula y Pintitas por su fiel compañía durante tantos
Finalmente, el agradecimiento mas importante es a mifamilia, a quien lededico esta Tesis,
simplemente por todo lo que significa e implica ser una familia.
Marina SofíaAscunce
Buenos Aires, 19de septiembre 2002.
M-S-A. Resumen
RESUMEN
Los primates como mamíferos de vida larga y socialmente complejos, constituyen
modelos óptimos para observar los efectos del comportamiento y la demografia sobre la
evolución de los grupos. Los Monos del Nuevo Mundo (Primates, Platyrrhini) presentan una
gran diversidad taxonómica con ló géneros, ll() especies y 205 especies y subespecies. Su
gran radiación adaptativa permite observar una amplia variación en cuanto a parámetros de
historias de vida, demografla y estructura social, entre otros. La diferenciación genética entre
las poblaciones está determinada por la interacción de factores ecológicos y los procesos
evolutivos tales como la selección natural, el flujo génico y la deriva génica. En este trabajo se
han analizado los efectos de la organización social y los eventos históricos sobre la variabilidad
nucleotídica mitocondrial en algunos platirrinos y particularmente en Aloualla car-aya. Se
analizaron los efectos de linajesobre las tasas de evolución molecular mediante comparaciones
entre dos familias de monos platirrinos: Atelidae (Ale/es, Brachyleles Lagothrix y Alouarta)
como representante de platirrinos de cuerpo grande y Cebidae (Cebus, Saimiri y Aorus)
representativa de monos platirrinos dc menor porte. Se empleó la secuencia nucleotídica del
gen mitocondrial correspondiente a lasubunidad ll de lacitocromo oxidasa c, de un total de 29
ejemplares de platirrinos, ll de estas secuencias fueron obtenidas en el presente trabajo. Los
resultados mostraron que el gen COII es un marcador útil para resolver relaciones filogenéticas
intragenéricas en este grupo. A su vez, en oposición a lo esperado en base a los efectos de
linaje,Saimiri con un menor tamaño corporal mostró la menor tasa de sustitución nucleotídica
a nivel del ADN mitocondrial. probablemente reflejando la retención de polimorfismos
ancestrales, debido probablemente a tamaños poblacionales grandes asociados a características
particulares de su organización social.
En la segunda parte de la Tesis. se analizó la variabilidad en la secuencia nucleotídica
del ADN mitocondrial observada en Aloualta curayu abarcando el área correspondiente a la
porción marginal sur de su distribución, con el objetivo de establecer si ciertas características
de su organización social afectan la estructura genética de sus poblaciones. Sc obtuvo la
secuencia de un fragmento de la región control mitocondrial (RC) para un total de 70
ejemplares de 7 localidades. La distribución de la variabilidad nucleotídica caracterizada por la
presencia de dos linajes mitocondriales divergcntes (clados A y B), se ajusta a un patrón
filogcográfico de clase ll. Para explicar este patrón se consideró a las selvas asociadas a los
ríos Paraná y Paraguay como rutas de migración dc la especie a trave’sde las cuales A. caraya
LI
M.S.A. Resumen
habría colonizado la región sur de la distribución. Los datos obtenidos indicarian que ambos
linajes habrían sufrido un cuello de botella hace aproximadamente 10.000 años que coincide
con un período de extrema aridez, que se conoce como Younger Dryas, considerado de
transición entre el finde lasglaciaciones y elcomienzo del calentamiento global.
El estudio de la variación nucleotídiea a nivel (le la región control del mtADN en una
población de ‘carayás' de un ambiente de selva de inundación (Isla Brasilera, Chaco) permitió
observar una estructuración de la variabilidad mitocondrial coincidente con los grupos sociales
(tropas) los cuales presentaron casi exclusivamente haplotipos asignables a uno de los dos
linajes A ó B. Este patrón de variabilidad mitocondrial sugiere que en el albardón principal de
Isla Brasilera (una zona rica en recursos). las tropas se habrían formado principalmente por
eventos de fisión de matrilíneas, mientras que en la zona más periférica de la isla (más pobre en
recursos), la formación dc nuevos grupos se daría por dispersión de individuos desde el
albardón o bien por nuevos eventos de coloni7ación. listo junto con el patrón de divergencia
genética sexo específico sugeriría que lashembras presentan comportamiento filopátrico.
En los platirrinos, si bien las características poblacionales y de estructuración social
determinarían la probabilidad de lijación de los cambios genéticos. los eventos vicariantes
parecen haber sido importantes en la especiación del grupo. A su vez, en este trabajo se
observó que a nivel poblacional A¡(malla caraya en su distribución marginal sur presentaría en
la actualidad un patrón de variabilidad mitocondrial determinado no sólo por factores
intrinsecos sino también signado por eventos demográficos históricos.
M.S.A. Abstract
ABSTRACT
Primates as long-lived and socially complex mammals, offer the opportunity to assess
the effects of behavior and demography on the evolution of the groups. New World Monkeys
(Primates, Platyrrhini) show a great taxonomic diversity representcd by l6 genera, ll0 species
and 205 species and subspccies. lts great adaptive radiation is reflecth by an extensive
diversification of lifehistories, demography and social structure. Genetic differentiation among
populations is determinated between ecological factors and evolutionary processes such as
natural selection, gene flow and genetic drift. ln this work, the effects of social organization
and historic events on the nucleotide variability at the mtADN including some platyrrhine
genera and particularly Alouatta cai-aya were analyzed. Lineage effects on the rates of
molecular evolution were analyzcd by means of comparisons between genera of two
platyrrhine familiesAtelidae (Ale/es. Bruchylcles Lago/hrix and Aloualla) as representative of
large-size genera and Cebidae ((‘chus. Suimiri and Aolus) which are considered as medium­
si7.e genera among platyrrhincs. Nuclcotide sequence variation at the mitochondrial
cytochrome c oxidase subunit ll gene (COll) was analyzed in 29 New World monkey
spceimens, ll obtained in this work. The results suggested that the main utility of COII in
platyrrhine systematics lies at the intragenerie level. Contrary to the expectation considering
the lineage effects, Saimiri, which is among the smallest size genera analyzed, showed low
numbers of unique substitutions suggesting the maintenance of ancestral or plesiomorphic
states of platyrrhine mt DNA nucleotide characters probably due to its large population sizes as
compared to other platyrrhines, along with particularities initssocial organization.
ln the second part of the Thesis. the nucleotide sequence variation at the mitochondrial
DNA was analyzed considering the south marginal distribution area of A¡(malta caraya, aimíng
to study the relationship between the pattern of genetic variation and features of its social
organization. A fi‘agment of the mitochondrial control region (CR) was sequenced in 70
speeimens of 7 localities. The analysis of sequence variation revealed the presence of two
divergent clades A and B which is concordant with a phylogeographic pattern type ll. To
explain this pattern, it was considered that the forest associated to the Paraná and Paraguay
river margins have been uscd as migration routcs by /l. car-aya. chucncc data suggested that
both mitochondrial clades have passed through population bottlcnecks about 10,000 years ago,
in coincidencc with a period of extreme dryncss, known as Younger Dryas, during the
transition between the end ofthe glaciations and the beginningofthe global warming.