Coleoptera, Buprestidae) DEL DESIERTO COSTERO DE CHILE

PATRONES MACRO Y MICROEVOLUTIVOS EN EL COMPLEJO Ectinogonia (Coleoptera, Buprestidae) DEL DESIERTO COSTERO DE CHILE

Tesis Entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magister en Ciencias Biológicas

Facultad de Ciencias Por Simón Anguita Salinas Septiembre, 2019

Director de Tesis: Dr. Elie Poulin

Co-Director: Dr. Álvaro Zúñiga Reinoso

Índice

Resumen 2 Abstract 4 Introducción 6 Hipótesis 18 Objetivos 19 Metodología 20 Posicionamiento filogenético de las Ectinogonia costeras 27 Patrones macroevolutivos en las Ectinogonia costeras 29 Patrones microevolutivos dentro de las Ectinogonias costeras 30 Resultados 32 Posicionamiento filogenético de las Ectinogonia costeras 32 Patrones macroevolutivos en las Ectinogonia costeras 34 Patrones microevolutivos dentro de las Ectinogonias costeras 42 Discusión 50 Posicionamiento filogenético de las Ectinogonia costeras y sistemática 50 Patrones macroevolutivos en las Ectinogonia costeras 52 Patrones microevolutivos dentro de las Ectinogonias costeras 54 Modelo propuesto 59 Conclusión 63 Bibliografía 65 Material suplementario 76

Resumen

Los ambientes desérticos y semidesérticos, además de las Oscilaciones Climáticas del

Pleistoceno (OCP), son factores que propician las divergencias en la biota de estos territorios. En el desierto costero de Atacama, se propone que durante el Pleistoceno el ambiente semiárido se contrajo durante las fases de clima seco y cálido del interglacial, mientras que durante las fases glacial de clima frio y húmedo el ambiente semiárido se expandía al norte siendo desplazado al sur por vegetación higrófila, además de generarse barreras para la biota desertícola por la presencia de paleoríos. El género Ectinogonia posee una elevada riqueza de especies y una alta diversidad morfológica conviviendo en simpatría en el desierto costero de Atacama, sugiriendo la presencia de un complejo de especies. Se propone que la diversidad genética y morfológica de Ectinogonia es el resultado de sucesivos cambios en los ambientes semidesérticos durante el Pleistoceno.

Para evaluar este escenario se reconstruyeron las relaciones filogenéticas del género con los marcadores mitocondriales Citocromo C Oxidada subunidad 1 (COI), RNA ribosomal

16S (16S) y los marcadores nucleares Wingless (Wg) y Carbamoilfosfato sintetasa

(CAD), además, con el marcador mitocontrial COI, el más variable en la matriz de datos, se reconstruyó las relaciones filogenéticas entre las especies costeras del género, se estimaron los tiempos de divergencia y construyeron redes de haplotipos. Las Ectinogonia del norte de Chile conforman un clado que contiene a las especies costeras del género, las cuales a su vez son un grupo polifilético. Dentro de las Ectinogonia costera se identifican

7 unidades evolutivas, 4 de ellas son monotípicas y las 3 restantes son polimórficas, además de recuperarse variados casos de convergencia entre estas. Además, las

Ectinogonia costeras diversificaron durante el Pleistoceno medio, cuando aumentó la duración de las OCP. Acorde a los resultados, las Ectinogonia costeras macroevolutivamente divergieron por el efecto alopátrico de paleoríos durante las fases húmedas de las OCP, mientras que microevolutivamente la diversificación muestra señales de una radiación que posiblemente sea adaptativa al desarrollar distintas morfologías asociadas a plantas y paisajes que actualmente se encontrarían en incipientes procesos de especiación de tipo ecológica.

Abstract

The desert and semi-desert environments, in addition to the Pleistocene Climatic

Oscillations (PCO), are factors that favor the divergences in the biota of these territories.

In the Atacama coastal desert, it is proposed that during the Pleistocene the semi-arid environment contracted during the dry and warm interglacial weather phases, while during the cold and wet weather glacial phases the semi-arid environment expanded to the north being displaced to the south by hygrophilic vegetation, in addition to creating barriers to desert biota due to the presence of paleorivers. The genus Ectinogonia has a high species richness and a high morphological diversity coexisting sympatrically in the Atacama coastal desert, suggesting the presence of a species complex. It is proposed that the genetic and morphological diversity of Ectinogonia is the result of successive changes in the semi- desert environments during the Pleistocene. To evaluate this scenario, the phylogenetic relationships of the genus were reconstructed with the mitochondrial markers Cytochrome

C Oxidise subunit 1 (COI), 16S ribosomal RNA (16S) and the nuclear markers Wingless

(Wg) and Carbamoylphosphate synthetase (CAD), in addition, with the marker

Mitochondrial COI, the most variable in the data matrix, reconstructed phylogenetic relationships between coastal species of the genus, estimated divergence times and constructed haplotype networks. The Ectinogonia of northern Chile form a clade that contains the coastal species of the genus, which are a polyphyletic group. Within the coastal Ectinogonia, 7 evolutionary units are identified, 4 of them are monotypic and the remaining 3 are polymorphic, in addition to recovering several cases of convergence between them. In addition, the coastal Ectinogonia diversified during the middle

Pleistocene, when the duration of the OCPs increased. According to the results, macroevolutively the coastal Ectinogonia diverged due to the allopatric effect of paleorivers during the humid phases of the OCP, while microevolutively the diversification shows signs of a radiation that is possibly adaptive when developing different morphologies associated with plants and landscapes that are currently would find in budding processes of speciation of ecological type.

Introducción

El contexto: Durante el Pleistoceno, el clima global ha presentado una alternancia de periodos glaciales e interglaciales generando cambios en los regímenes de temperaturas y precipitaciones (Zachos et al. 2001, Rojas et al. 2009, Cohen et al. 2013). Estos ciclos climáticos están estrechamente relacionados con los ciclos de Milankovitch y tienen una duración aproximada de 140.000 años, siendo los periodos glaciales netamente más largos que los interglaciales (Zachos et al. 2001, Ehlers et al. 2018). Estos ciclos han tenido impacto directo en altas latitudes, pero han afectado también las zonas templadas e intertropicales (Petit et al. 1999, Pinot et al. 1999, Zachos et al. 2001, Kaplan et al. 2008,

Rojas et al. 2009). Durante las fases glaciales crecían los campos de hielo en las regiones polares, aumentaban las precipitaciones en regiones templadas y regiones tropicales y subtropicales se contraían (Pinot et al. 1999, Kaplan et al. 2009, Rojas et al. 2009) y por lo tanto, las distintas regiones climáticas se comprimían hacia el ecuador (Van der

Hammen & Absy 1994). Sin embargo, el efecto inverso sucedía durante un periodo interglacial (Otto-Bliesner et al. 2006). Todo este proceso climático se conoce con el nombre de Oscilaciones Climáticas del Pleistoceno (OCP). Las consecuencias de las OCP también son variadas, provocando cambios en el paisaje, asociados a las variaciones de temperatura y de precipitación. Por ejemplos, la extensión de hielo en latitudes altas, provocó cambios en la distribución de bosques y aumento de aridez en regiones tropicales y subtropicales (Van der Hammen & Absy 1994, Petit et al 1999, Villagrán 2001, Latorre et al. 2002, Kaplan 2009). Vale decir entonces que todos los ecosistemas son dinámicos y se mueven como respuesta a los cambios climáticos.

En Sudamérica los efectos de la OCP fueron notorios y causaron un fuerte impacto en todos los ecosistemas del continente, siendo los más documentados aquellos ocurridos en la cuenca de la Amazonia, el Altiplano y la Patagonia (Van der Hammen & Absy 1994,

Adams & Faure 1997, Petit et al 1999, Latorre et al. 2007). Hay que considerar que durante las fases glaciales, parte importante del agua dulce fue secuestrada en los hielos de zonas templadas y polares, provocando cambios latitudinales en los núcleos de precipitación

(Hinojosa & Villagrán 1997), conllevando a la expansión de las zonas subtropicales semiáridas y áridas, y empujando al bosque tropical a distintos parches separados en una matriz de sabana (Van der Hammen & Absy 1994, Mayle et al. 2000). En otras zonas actualmente áridas y semiáridas como el Altiplano, evidencian la presencia de hielos y formación de extensos paleo-lagos producto del aumento de las precipitaciones dado el efecto de la altitud (Clapperton et a. 1997, Blard et al. 2009). Por último, en la Patagonia se formaron extensos campos de hielo sobre la cordillera de los Andes, provocando el movimiento de todas las formaciones vegetacionales hacia el norte debido al aumento de las precipitaciones invernales (Clapperton 1994, Villagrán 2001). Durante las fases interglaciales estos escenarios cambiarían, empujando a los ecosistemas a una distribución bastante similar al que vemos hoy en día (Adams & Faure 1997).

El escenario, las OCP en el Desierto de Atacama: El Desierto de Atacama (DA), siendo el desierto más árido del mundo y un hito geográfico gravitante en la biota de Sudamérica; es hábitat de biota altamente endémica (Abraham de Vazquez 2000, Jerez 2000, Guerrero et al. 2011, Zúñiga-Reinoso & Predel 2019). Las condiciones actuales de hiperaridez en

Atacama se originan en parte por el efecto combinado de sombra de lluvia desde el este

7 que genera la Cordillera de los Andes (CA) la presencia del anticiclón del Pacifico Sur, que no incorpora lluvias desde el oeste y la corriente fría de Humboldt, que minimiza la evaporación desde el océano Pacifico (Rundel et al. 1991, Houston 2006). Sin embargo, en torno a esta región, hay ingresos de humedad por medio de tres principales maneras:

(1) lluvias veraniegas, que logran cruzar la CA y el Altiplano e incorporan humedad al norte del DA, (2) lluvias de invierno, transportadas por los vientos húmedos del oeste que incorporan humedad al sur del DA, y (3) camanchaca o vaguada costera que se genera con la humedad condensada por la corriente fría de Humboldt, y riega la zona costera del DA.

A causa de estos regímenes hídricos, se han descrito distintos ambientes en el DA, demarcados principalmente por la altura y latitud. Incluso las condiciones ambientales son tan distintas que ha sido posible reconocer diferentes provincias biogeográficas: altiplano, prepuna, desierto absoluto, desierto costero y desierto coquimbano (Morrone 2015).

Así como otras regiones de Sudamérica, el DA no es ajeno a las OCP. De esta forma durante la fase glacial disminuyeron las lluvias de verano extremando el régimen árido del al norte del DA, pero con el descenso de las temperaturas la línea de nieve descendió, acumulándose hielo en el altiplano. En paralelo las lluvias de invierno aumentaron en la región sur del DA (Villagrán 1990, Clapperton 1994, Latorre et al. 2007, Maldonado et al

2005). Terminada la fase glacial, en el extremo norte del DA se registraron pulsos pluviales, eventos en los cuales aumentó drásticamente las precipitaciones de verano, transformando el desierto absoluto y formando los paleolagos que cubrieron el altiplano

(Latorre et al. 2007, Maldonado et al. 2005). Durante los eventos húmedos, se produjo el ingreso de vegetación de puna en la cordillera de la costa del DA (Díaz et al. 2012),

8 probablemente acompañada por la fauna asociada a esta vegetación (Dézerald et al. 2019).

En contraparte, durante la fase interglacial se revirtieron los cambios en el paisaje de la zona sur del DA al disminuir las precipitaciones de invierno, manteniéndose el régimen

árido del DA. Finalmente, el desierto costero y su biota también habrían sido afectadas producto de las OCP. Por ejemplo, el intercambio de biota entre la cordillera de los andes y la costa durante los periodos húmedos del máximo glacial (Diaz et al. 2012), el avance hacia el norte de pisos vegetacionales (Troncoso et al. 1980) y el desplazamiento de la biota desertícola en dirección al núcleo de aridez (Zúñiga-Reinoso & Predel 2019).

Por lo tanto, las OCP generaron cambios y transiciones de distintos ambientes y consecuentemente modificaron la extensión y conectividad de los hábitats. Durante las fases glaciales, la vegetación semidesértica tendría una mayor extensión hacia el norte, permitiendo a las poblaciones de especies asociadas ganen distribución hacia el norte (por dispersión), mientras que en la distribución sur pierden distribución por el reemplazo de vegetación higrófila. Además, otros eventos físicos fragmentarían el paisaje, como la crecida de ríos y quebradas que podrían generar barreras temporales. En contraste, durante los periodos secos del interglacial se reduciría el hábitat semidesértico en el extremo norte y se expandirían hacia el sur. Al mismo tiempo, la disminución o desaparición de los caudal de ríos y quebradas permitiría reconectar poblaciones. El desplazamiento de las poblaciones en los extremos norte o sur además reduciría los tamaños poblacionales de las especies asociada a la vegetación semidesértica (Nielsen & Slatkin 2013, Mujica et al.

2015). Este ir y venir de la vegetación podría separar las poblaciones en parches, lo que eventualmente interrumpiría el flujo genético entre parches (Nielsen & Slatkin 2013,

Wang et al. 2013) y consecuentemente conllevaría a la especiación (Knowles 2001, Martin

& McKay 2004, Wang et al. 2013).

Por lo tanto, en los desiertos se esperaría que el efecto de la fragmentación de los hábitats sea más drástico, debido a lo extremo de estos ambientes (Ward 2016). Para el DA se han explorado los patrones de diversificación, especialmente en grupos florísticos (Pérez et al.

2006, Luebert & Wen 2008, Dillon et al. 2009, Viruel, J et al. 2012, Guerrero et al. 2013,

Ossa et al. 2013, Baranzelli et al. 2014, Luebert et al. 2014) y faunísticos (Kuch et al.

2002, Meyhnard et al. 2002, Palma et al. 2005, Marín et al. 2007, Pastenes et al. 2010,

Collado et al. 2011, Collado & Méndez 2013, Vila et al. 2013, Victoriano et al. 2015,

Cruz-Jofré et al. 2016, Rivera et al. 2016). Estos estudios sugieren que ambientes desérticos y semidesérticos promoverían la divergencia de linajes, aumentando la diversidad aun cuando son ambientes considerados de baja productividad. Esto se debería a interrupciones del flujo genético y se asociarían a la alternancia de periodos secos y húmedos. En estos procesos de alternancia de periodos secos y húmedos se habrían generado conexiones y barreras geográficas entre distintas poblaciones, como el caso de distintos organismos acuáticos (eg. Orestias (Vila et al. 2013, Cruz-Jofré et al. 2016),

Biomphalaria (Collado & Méndez 2013), Telmatobius (Victoriano et al. 2015)). Para distintos organismos terrestres, los periodos secos también habrían generado patrones de distribución disyunta, separando las poblaciones por barreras hiperáridas, que al generar un corte al flujo genético, desencadenarían el inicio del proceso de especiación (Viruel, J et al. 2012, Baranzelli et al. 2014). En contraparte, los periodos húmedos habrían generado barreras al flujo al incrementar el caudal de distintas cuencas, impidiendo la conexión

10 entre poblaciones (Ossa et al. 2013, Ceccarelli et al. 2016). Todos estos eventos de divergencia habrían ocurrido en el último millón de años, por lo que probablemente las

OCP en la región los gatillaron. Todos estos estudios, sin embargo, se enmarcaron casi en su totalidad en el altiplano, marginando de la discusión ambientes como el desierto costero que solo recientemente ha sido explorado (Viruel et al. 2012, Ossa et al. 2013, Baranzelli et al. 2014, Luebert et al. 2014, Ceccarelli et al. 2016).

El modelo de estudio, el género Ectinogonia: El género Ectinogonia (Coleóptera:

Buprestidae), reúne 22 especies nominales, definidas principalmente por caracteres morfológicos (Moore 1994, Moore & Vidal 2015, Anguita-Salinas et. al 2017, Moore

2017, Moore & Guerrero 2017) y recientemente por análisis genéticos (Anguita-Salinas et. al 2017, 2019). Todas las especies son endémicas de Chile y Perú, las cuales se distribuyen latitudinalmente desde los 13°S hasta los 39°S, mientras que el rango altitudinal abarca desde la costa hasta los 3000 msnm (Bellamy 2006, Moore & Vidal

2015), habitando preferentemente ambientes áridos y semiáridos, incluyendo además el extremo norte de los bosques templados de Chile Central (Moore & Diéguez 2014, Moore

& Vidal 2015). Estos coleópteros prefieren ambientes asoleados y con vegetación arbustiva, de la cual dependen para completar su ciclo de vida, ya que los adultos forrajean en determinadas especies herbáceas y arbustivas, mientras que las larvas barrenadoras se desarrollan en los tallos de estas (Figura 1) (Moore & Vidal 2015). Los adultos alados, poseen un vuelo torpe, pudiendo abarcar cortas distancias, normalmente hasta otra planta

(Anguita-Salinas obs. pers.)

Figura 1: Fotografías de la historia natural de algunas especies de Ectinogonia en el norte de Chile: E. darwini comiendo pétalos y polen de Copiapoa cinerea var. columna-alba (A), E. intermedia comiendo hojas de Encelia sp. (B), parejas de E. intermedia copulando sobre Ephedra sp. (C) y Encelia sp. (D), planta de Copiapoa cinerea var. columna-alba atacada por larvas de E. darwini (E) y ambiente con vegetación arbustiva semidesértica en las inmediaciones de Carrizalillo.

Por otra parte, la riqueza de especies no es homogénea en el territorio y 15 de las especies descritas se encuentran distribuidas en el norte árido de Chile, las que conformarían un grupo monofilético (Figura 3) (Anguita-Salinas 2017). Seis de las especies nominales del clado nortino aparecen como unidades genéticas diferenciadas (o clados) y son restringidas a zonas geográficas acotadas y aisladas principalmente en la cordillera de los

Andes. En contraste, las otras nueve especies nominales que se concentran en el desierto costero, entre los 25°S hasta los 35°S, teniendo muchas de ellas distribución simpátrica

(Moore 1994, Moore & Vidal 2015). Sin embargo, a pesar de sus diferencias morfológicas marcadas (Figura 2), no hay diferenciación genética asociada a la morfología (Anguita-

Salinas 2017), contrariamente a lo que sucede en Chile central donde las especies se encuentran estructuradas genéticamente a pesar de que la variación morfológica es menor

(Anguita-Salinas et al. 2017, 2019). Esto convierte a Ectinogonia en un grupo taxonómico difícil de abordar y presenta todos los atributos de un complejo de especies.

Figura 2: Especies nominales de Ectinogonia presentes en Chile: E. angulicollis (A), E. atacamensis (B), E. barrigai (C), E. buqueti (D), E. carrascoi (E), E. chalyboeiventris chalyboeiventris (F), E. chalyboeiventris wagenknechti (G), E. costata (H), E. cryptica (I), E. darwini (J), E. fastidiosa (K), E. intermedia (L), E. minor minor (M), E. minor gutierrezi (N), E. oscuripennis (O), E. pretiosa (P), E. pulverea (Q), E. pusilla (R), E. roitmani (S) y E. speciosa (T). Escala en centímetros.

Estos desajustes entre morfología y genética podrían reflejar diferentes escenarios ecológicos y evolutivos que podrían actuar separados o combinados, entre los que destacan: (1) Plasticidad fenotípica asociada a distintos ambientes dentro del rango de distribución de los linajes (Whitman 2009), por lo que dentro de un linaje de Ectinogonia los individuos expresarían distintas morfologías que se corresponden con el ambiente donde se desarrolla. (2) La convergencia evolutiva (Arendt & Reznick 2008), donde morfología similar aparece de manera independiente en distintos linajes que comparten ambientes o nicho ecológicos similares (Zuñiga-Reinoso & Méndez 2018); (3) Procesos incipientes de especiación, ya sea por especiación ecológica que se originarían en los distintos ambientes u hospederos disponibles para el grupo, por lo que cada morfología sería una respuesta a la selección de un determinado ambiente aun sin suceder suficiente diferenciación genética (Turner 2007); o especiación (Hoskin et al. 2005). (4)

Diferenciación por barreras blandas, que al desaparecer la barrera permitiría alguna diferenciación morfológica pero no genética, debido al contacto secundario (Correa et al.

2013).

Independientemente del mecanismo que explique esta discordancia entre morfología y genética, la ausencia de diferenciación filogeográfica a lo largo de más de 500 km en

Ectinogonia va en contra a la evidencia recopilada para otros grupos (Viruel et al. 2012,

Vila et al. 2013, Luebert et al. 2014, Cruz-Jofré et al. 2016, Ceccarelli et al. 2016), donde el desierto, al ser un ambiente de parches, heterogéneo y altamente estresante, seria propenso a generar diversificación y divergencia de los taxa, en particular para los grupos con baja vagilidad. Sin embargo, estos coleopteros al ser voladores, poseen mayor

15 vagilidad, lo que permitiría alcanzar poblaciones distantes, manteniendo el flujo y la integridad genéticos de la especie a lo largo del desierto costero.

Por lo tanto, abordar esta problemática utilizando marcadores moleculares permite explorar la historia evolutiva de un organismos con características idiosincráticas diferentes en el desierto costero de Chile y de este modo es posible ahondar el entendimiento de los procesos que explican el patrón genético y morfológico documentado preliminarmente para las especies de Ectinogonia de la zona litoral

(Anguita-Salinas 2017). Adicionalmente se obtendrá un nuevo panorama sobre la sistemática del grupo que hasta ahora ha sido parcialmente estudiado.

El presente estudio pretende identificar espaciotemporalmente los patrones genéticos y morfológicos de las Ectinogonia del desierto costero, y así proponer un escenario explicativo para el desacople genético y morfológico.

Figura 3: Hipótesis filogenéticas para el género Ectinogonia obtenida a partir de secuencias concatenados (COI+16S) por MP, MV e IB. Valores sobre las ramas corresponden a valores de bootstrap de MP, MV y probabilidad a posteriori de IB. El asterisco representa valores de bootstrap sobre 75 y valores de probabilidad a posteriori sobre 95. El guion representa valores de bootstrap bajo 75 y valores de probabilidad a posteriori bajo 95. La equis corresponde a la no coincidencia de topologías entre métodos de reconstrucción. Los clados del “grupo sur” coloreado con azul y el clado del “grupo norte” coloreado con naranjo. S. Anguita-Salinas 2017.

Hipótesis

Debido a los cambios espaciales de la vegetación y fragmentación del paisaje en el desierto costero de Atacama durante las Oscilaciones Climáticas del Pleistoceno, las

Ectinogonia de esta zona costera habrían sufrido varios procesos de aislamiento y diferenciación morfológica seguidos de contactos con homogenización genética.

Predicción 1: Se encontrará que las Ectinogonia de la zona costera estructuren acorde a unidades geográficas, pero no haya entidades morfológicas, como respuesta a la fragmentación de sus hábitats dado por la desertificación durante las fases interglaciales y/o a la presencia de ríos o quebradas durante las fases glaciales.

Predicción 2: Se encontrará que el proceso de diversificación en las Ectinogonia de la zona costera de Atacama inicie durante el Pleistoceno Medio, cuando la ciclación glacial- interglacial es más marcada.

Predicción 3: Se encontrará el desacople genético morfológico debido a la generación independiente de adaptaciones recientes que convergen en diferentes linajes y que no logran divergir genéticamente debido a contacto secundario.

Objetivos

Objetivo general: Evaluar los efectos de las Oscilaciones Climáticas del Pleistoceno sobre la diversificación genética-morfológica de las Ectinogonia costeras del Desierto de

Atacama.

Objetivos específicos:

 Evaluar los patrones filogénicos de las especies del género Ectinogonia de la zona

costera del Desierto de Atacama.

 Identificar unidades evolutivas y/o poblaciones dentro de las Ectinogonia costeras.

 Estimar los tiempos de divergencia de los linajes presentes en la zona costera del

Desierto de Atacama.

 Relacionar los tiempos de divergencia con eventos climáticos ocurridos durante el

Pleistoceno.

 Mostrar los desafíos para la taxonomía y sistemática para el género Ectinogonia

de la costa del Desierto de Atacama.

Metodología

Muestreo: La recolección de especímenes se realizó a lo largo del desierto costero y depresión intermedia de las regiones de Coquimbo, Atacama y Antofagasta entre los 24°S hasta los 30°S, durante la temporada estival del año 2017. Además, se incorporaron las muestras recolectadas anteriormente por Anguita-Salinas et al. (2017, 2019) (Figura 4,

Tabla 1).

Las distintas localidades muestreadas se eligieron según datos de recolectas personales, registros históricos y la monografía de Moore & Vidal (2015). Se contó con las autorizaciones para realizar actividades de investigación en el Sistema Nacional de Áreas

Silvestres Protegidas del Estado N°009/2016, N°005/2017 y N°582045. Con el fin de muestrear la diversidad genética de cada localidad, se muestrearon hasta 10 individuos por especie presente en la localidad. Los individuos se depositaron en un recipiente individuales ad-hoc con la matriz vegetal en que fue muestreado el individuo.

Posteriormente las muestras se trasladaron al laboratorio para realizar la identificación morfológica, extracción de DNA y se conservaron en etanol de 95% a 4°C para análisis posteriores. Se muestrearon un total de 518 individuos, correspondientes a 20 de las 22 especies descritas a la fecha (Tabla 1), siendo muestreadas todas las especies focales de este estudio.

Figura 4: Localidades de muestreo para Ectinogonia desde el año 2015 a 2017, con fotos de algunos ambientes representativos: Terrazas litorales en M. N. Paposo Norte (A), Quebrada de Cordillera de la Costa en P. N. Pan de Azúcar (B), Dunas litorales en Torres del Inca (C), Terrazas de interior en Copiapó (D), Quebrada litoral en Quebrada Totoral (E), Duna costeras al norte de Huasco (F), Planicies de interior en La Higuera (G), Quebradas andinas en Zapahuira (H), Terrazas aluvionales en Huara (I), Terrazas aluvionales en San Pedro de Atacama (J), Quebrada andina en Juntas del Toro (K), Quebrada andina en Pisco Elqui (L), Terraza aluvional andina en La Parva (M) y Quebrada andina en Pinto (N).

Tabla 1: Localidades de muestreo consideradas, se indica el nombre de la localidad, ZG es la zona geográfica (Litoral (L), Cordillera de la Costa (C), Depresión intermedia (I) y Cordillera de los Andes (A)) , P es el paisaje (Duna (D), Quebrada (Q), Terraza aluvional (T) y Planicie (P)), V es el tipo de vegetación (Matorral (ma), pradera anual (pa) y cactáceas (ca)). Se indica también latitud, longitud y especies muestreadas por localidad.

Localidad ZG P V Latitud (°S) Longitud (°O) Especies muestreadas Zapahuira A Q ma -18.2487 -69.5636 E. pulverea Socoroma A Q ma -18.2713 -69.5934 E. pulverea Poso de Curaña I Q ma -19.8071 -69.6776 E. angulicollis Camino a Soga I T ma -19.8511 -69.6975 E. angulicollis Huara-Tarapacá I P ma -19.9810 -69.7039 E. angulicollis Huara I P ma -20.0591 -69.7387 E. angulicollis La Tirana I P ma -20.3269 -69.7243 E. angulicollis Altos de Pica A Q ma -20.3890 -69.1039 E. angulicollis San Pedro de Atacama A T ma -22.9087 -68.1997 E. pretiosa Socaire A P ma -23.5970 -67.8880 E. pretiosa M.N. Paposo Norte L T ma -24.9609 -70.4753 E. barrigai Quebrada Tigrillo C Q ca -25.8932 -70.6420 E. darwini P.N. Pan de Azucar L Q ca -26.1116 -70.6446 E. darwini, E. intermedia, E. pusilla, E. aff pusilla Chañaral L Q ca -26.2535 -70.6352 E. darwini Dunas Cerro Verde L D ma -26.2976 -70.6410 E. fastidiosa La Vertiente L T ma -26.4464 -70.6828 E. atacamensis, E. fastidiosa Torres del Inca L D ma -26.6076 -70.6984 E. fastidiosa, E. pusilla, E. aff pusilla, Playa las Machas L T pa -27.1268 -70.8546 E. fastidiosa, E. pusilla Camino a Caldera km872 L P ma -27.2179 -70.7854 E. fastidiosa, E. pusilla Aeropuerto Cppó L P pa -27.2629 -70.7723 E. pusilla Copiapó I T ma -27.2982 -70.4755 E. fastiosa Playa Barranquillos L P ma -27.5216 -70.8451 E. fastidiosa, E. pusilla Punta Cachos L P pa -27.7263 -70.9776 E. pusila Caleta Pajonales L D ma -27.7280 -71.0355 E. atacamensis, E. fastidiosa, E. minor gutierrezi, E. pusilla, E. roitmani Caleta Totoral L D ma -27.8260 -71.0835 E. fastidiosa

Localidad ZG P V Latitud (°S) Longitud (°O) Especies muestreadas Quebrada Totoral C Q pa -27.8588 -70.9945 E. intermedia, E. pusilla Totoral C Q ma -27.8864 -70.9742 E. fastidiosa Camino Carrizal L P ma -27.9175 -71.0886 E. fastidiosa, E. roitmani, Carrizal Bajo L D ma -28.1088 -71.1518 E. atacamensis, E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. minor gutierrezi, E. roitmani Camino Llanos del Challe I T ma -28.2203 -70.8281 E. fastidiosa Canto de Agua L D ma -28.2209 -71.1505 E. roitmani Llanos de Challe L P ma -28.2369 -71.1489 E. atacamenis, E. fastidiosa, E. roitmani Camino Llanos del Challe B I Q ma -28.3108 -70.7754 E. fastidiosa Camino Mina los Colorados C Q ma -28.3403 -70.9206 E. chalyboeiventris chalyboeiventris Los Toyos, Agua de Luna L D pa -28.3505 -71.1447 E. costata, E. fastidiosa, E. minor gutierrezi, E. intermedia, Los Toyos L D ma -28.3505 -71.1447 E. costata, E. fastidiosa, E. minor gutierrezi, E. pusilla, E. roitmani, N de Freirina C Q ma -28.4970 -71.0496 E. chalyboeiventris chalyboeiventris Quebrada Aguada los Toyos (Freirina) C Q ma -28.5497 -71.0805 E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. intermedia, E. aff intermedia El Olito I P ma -28.7894 -70.7805 E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. intermedia, El Morado C Q ma -28.9588 -71.1879 E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. chalyboeiventris wagenknechti, E. fastidiosa Cruce Carrizalillo/Chañaral de Aceituno L Q ma -29.1049 -71.4222 E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. intermedia, Punta de Choros L D ma -29.2180 -71.4668 E. costata, E. roitmani Los Choros C Q ma -29.2592 -71.0306 E. atacamensis, E. costata, E. minor gutierrezi, E. roitmani Punta de Choros L D pa -29.2944 -71.3529 E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. costata, E. minor gutierrezi, E. roitmani La Higuera I P ma -29.5095 -71.2307 E. intermedia Cuesta Buenos Aires C Q ma -29.5779 -71.2492 E. intermedia Camino a Termas Las Hediondas A Q ma -29.9169 -70.0420 E. minor minor Quebrada Paihuano A Q ma -30.0317 -70.4837 E. intermedia Pisco Elqui A Q ma -30.1289 -70.5035 E. intermedia Las Tacas L D ma -30.1460 -71.3693 E. intermedia Guanaqueros A L D ma -30.1878 -71.3975 E. intermedia, E. sp Guanaqueros B L Q ma -30.2024 -71.4237 E. intermedia Tongoy L P ma -30.2986 -71.4751 E. intermedia

Localidad ZG P V Latitud (°S) Longitud (°O) Especies muestreadas Los Vilos L D ma -31.9348 -71.5037 E. buqueti, E. carrascoi La Parva A T ma -33.3307 -70.2929 E. speciosa Potrero Grande A Q ma -33.4200° -70.2900° E.speciosa Farellones A Q ma -33.3658 -70.2885 E. speciosa La Obra A Q ma -33.5882 -70.4918 E. buqueti Rio Clarillo A Q ma -33.7241 -70.4894 E. buqueti M.N. El Morado A Q ma -33.8039 -70.0726 E. speciosa Lo Valdes A Q ma -33.8276 -70.0484 E. buqueti Subida a Cantillana C Q ma -33.8639 -70.9936 E. buqueti Cerro la Ollita (1600 m s.n.m.) C Q ma -33.8961 -70.9976 E. buqueti, E. oscuripennis Rapel C Q ma -34.1481 -71.4824 E. buqueti Valle de las Leñas A Q ma -34.3903 -70.2757 E. buqueti Laguna El Blanquillo, Descabezada A Q ma -35.5850 -70.8371 E. oscuripennis Grande Las Comadres A Q ma -36.8891 -71.5628 E. cryptica Fumarolas, Termas de Chillan A Q ma -36.9067 -71.4020 E. oscuripennis Las Trancas A Q ma -36.9176 -71.4948 E. oscuripennis Los Sauces - - - - - E.cryptica

Además, se caracterizó cada sitio de muestreo acorde a zona geográfica, tipo de paisaje y tipo de vegetación presentes. Se muestrearon las zonas geográficas: Litoral (L), Cordillera de la Costa (C), Depresión intermedia (I) y Cordillera de los Andes (A) en el caso de ciertas muestras de Anguita-Salinas 2017. A escala de paisaje se registraron: Dunas (D),

Quebrada o ladera de cerro (Q), Terraza aluvional (T) y Planicie (P). Por último, la vegetación se caracterizó acorde al tipo de habito vegetativo predominante: Matorral o leñosas (ma), Pradera anual o hierbas (pa) y Cactáceas (ca) (ver tabla 1).

Extracción de DNA, amplificación y secuenciación: El DNA se extrajo de musculatura de pronoto y genitalia usando una modificación del método de sales de Jowett (1986). Se amplificaron los genes mitocondriales RNA ribosomal 16S (16S) y Citocromo C Oxidasa subunidad I (COI) y los genes nucleares Wingless (Wg) y Carbamoilfostato sintetasa

(CAD). Se utilizaron los partidores C1-J-2183, TL2-N-3014, TY-J-1460 y C1-J-2329 para amplificar COI (Simon et al. 1994), LR-J-1261 y LR-N-13398 para amplificar 16S (Simon et al. 1994, Cognato & Volder 2001), Wg550f y WgaBrZ para amplificar Wg (Wild &

Maddison 2008) y para amplificar CAD (Wild & Maddison 2008) (Tabla 2).

Tabla 2: Detalle de marcadores y partidores empleados para este estudio. Se indica la longitud del fragmento amplificado en pares de bases (pb), la cantidad de individuos secuenciados (N), los partidores empleados para amplificar los fragmentos y la temperatura de empalme (Ta)

Marcador Longitud (pb) N Partidores Secuencia Ta (°C) C1-J-2183 5’-CAACATTTATTTTGATTTTTTGG-3' TL2-N-3014 5’-TCCAATGCACTAATCTGCCATATTA-3' COI 1489 268 51-53 TY-J-1460 5’-TACAATYTATCGCCTAAACTTCAGCC-3’ C1-J-2329 5’-ACTGTAAATATATGATGAGCTCA-3’ LR-J-1261 5’-TTTAATCCAACATCGAGG-3' 16S 440 387 53 LR-N-13398 5’-CGCCTGTTTAACAAAAACAT-3' Wg550f 5’-ATGCGTCAGGARTGYAARTGYCAYGGYATGTC-3' Wg 390 208 54 WgaBrZ 5’-CACTTNACYTCRCARCACCARTG-3' CD439F 5’-TTCAGTGTACARTTYCAYCCHGARCAYAC-3' CAD 818 73 43,7 CD688R 5’-TGTATACCTAGAGGATCDACRTTYTCCATRTTRCA-3'

La mezcla de reacción de amplificación para COI incluyó 21.2 μL de agua, 3 μL de buffer

10X (Invitrogen), 1.8 μL de MgCl2 50 mM, 0.6 μL de dNTPs 10 mM, 0.6 μL de partidor forward 10 ρmol/μL, 0.6 μL de partidor reverse 10 ρmol/μL, 0.2 μL de Taq Polimerasa

5U/μL (Invitrogen) y 2 μL de DNA (50 ng/μL). Para 16S, la mezcla de reacción de amplificación incluyó 21.5 μL de agua, 3 μL de buffer 10X (Invitrogen), 1.5 μL de MgCl2

50 mM, 0.5 μL de dNTPs 10 mM, 0.6 μL de partidor forward 10 ρmol/μL, 0.6 μL de partidor reverse 10 ρmol/μL, 0.3 μL de Taq Polimerasa 5U/μL (Invitrogen) y 2 μL de

DNA (50 ng/μL). Para Wg, la mezcla de reacción de amplificación incluyó 16.95 μL de agua, 3 μL de buffer 10X (Invitrogen), 0.7 μL de MgCl2 50 mM, 6 μL de dNTPs 10 mM,

0.6 μL de partidor forward 10 ρmol/μL, 0.6 μL de partidor reverse 10 ρmol/μL, 0.15 μL de Taq Polimerasa 5U/μL (Invitrogen) y 2 μL de DNA (50 ng/μL). Por último, para CAD, la mezcla de reacción de amplificación incluyó 18.16 μL de agua, 3 μL de buffer 10X

(Invitrogen), 1,8 μL de MgCl2 50 mM, 2.4 μL de dNTPs 10 mM, 1.2 μL de partidor forward 10 ρmol/μL, 1.2 μL de partidor reverse 10 ρmol/μL, 0.24 μL de Taq Polimerasa

5U/μL (Invitrogen) y 2 μL de DNA (50 ng/μL). El perfil térmico para COI y 16S fue: desnaturación inicial a 94°C por 5 minutos, 36 ciclos de desnaturación a 94°C por 45 segundos, empalme de 45°C por 30 segundos y elongación a 72°C por 60 segundos, seguido de elongación final a 72°C por 2 minutos. Para Wg el perfil térmico fue: desnaturación inicial a 94°C por 2 minutos, 35 ciclos de desnaturación a 94°C por 60 segundos, empalme de 54°C por 90 segundos y elongación a 72°C por 45 segundos, seguido de elongación final a 72°C por 5 minutos. Por último, para CAD el perfil térmico fue: desnaturación inicial a 94°C por 2 minutos, 30 ciclos de desnaturación a 94°C por 60

26 segundos, empalme de 58°C por 60 segundos y elongación a 72°C por 60 segundos, seguido de elongación final a 72°C por 5 minutos. Se verificó la amplificación de los fragmentos haciendo migrar 2 μL de producto de amplificación por electroforesis en un gel de agarosa al 1%. Los productos de amplificación se enviaron a Macrogen Inc. (Seul,

Corea) para purificar y secuenciar los fragmentos amplificados. Las secuencias de cada individuo fueron revisadas y editadas en el programa ProSeq 2.91 (Filatov 2002), para los marcadores nucleares se realizó un UNPHASE en DNAsp (Rozas et al. 2017) para obtener los distintos alelos por individuo, posteriormente se alinearon usando CLUSTAL W

(Thompson et al. 1994) en el programa Bioedit 7.2.5 (Hall 1999).

Posicionamiento filogenético de las Ectinogonia costeras

Reconstrucciones filogenéticas: Se realizaron reconstrucciones filogenéticas para el género Ectinogonia, teniendo principal énfasis en las especies del subclado norte de distribución costera, usando los métodos de Máxima Parsimonia (MP), Máxima

Verosimilitud (MV) e Inferencia Bayesiana (IB). Todas las reconstrucciones se hicieron con secuencias de COI, 16S, Wg y CAD por separado y secuencias de COI, 16S, Wg y

CAD concatenados, para visualizar las relaciones entre los linajes de Ectinogonia costeras. Para enraizar los árboles se usaron como grupo externo las especies de bupréstidos Cyphosoma lawsoniae, Haplotrinchus sp. y Coomaniella purpurascens, como grupos hermano las especies Achardella sp. af. denticollis, E. buqueti, E. cryptica y E. oscuripennis (Hołyński 1999, Bellamy 2006, Evans et al. 2015).

Para la reconstrucción de Máxima Parsimonia, todos los caracteres fueron considerados como no ordenados y de igual peso. El soporte de los nodos fue obtenido a partir de

27 análisis de bootstrap (Felsenstein 1985) con 1000 pseudoreplicas. Para la Máxima

Verosimilitud e Inferencia Bayesiana, se seleccionó previamente el mejor modelo de evolución de secuencias mediante el Akaike Information Criterion (AIC) utilizando el programa jModelTest 2.1.7 (Darriba et al. 2012). El mejor ajuste encontrado para las secuencias fueron los modelos HKY+I+G para 16S, TrN+I+G para COI, TIM2+G para

Wg y HKI+I para CAD. Posteriormente se realizó una búsqueda heurística y el soporte de nodos al igual que en MP. Para la reconstrucción por MP se realizó con el programa PAUP

4.0 (Sworfford 2002), mientras que para la reconstrucción por MV se utilizó el programa

RaxML (Miller et al. 2010, Stamatakis 2014) en el cluster de https://www.phylo.org. Por

último, la reconstrucción por IB se realizó con el programa Mr. Bayes (Huelsenbeck &

Ronquist 2001), utilizando el método de Markov Chain Monte Carlo (MCMC), los modelos de sustitución nucleotídica empleados fueron HKY y GTR con sus respectivas variantes +I +G y parámetros de distribución de probabilidad a prior de los largos de rama, razón de tasa de transición/transversión, tasas de substitución, frecuencia de los estados

(A, T, C, G), distribución gamma para la variación entre sitios, proporción de sitios invariables; ya que GTR engloba en complejidad a TrN y TIM2. Para la búsqueda de

árboles con IB se consideró 50 millones de generaciones, con un muestreo cada 1000 generaciones. Posteriormente se descartaron los primeros 12500 árboles que se encuentran en la etapa previa a la fase estacionaria de la cadena de Markov. Luego se construyó un

árbol de consenso por regla de mayoría y el soporte de nodos se obtuvo por la probabilidad a posteriori, Finalmente los resultados fueron visualizados y editados en FIGTREE 1.4.2.

(Rambaut 2014).

Patrones macroevolutivos en las Ectinogonia costeras

Reconstrucciones filogenéticas: Para estudiar en mayor detalle las relaciones de parentesco entre los linajes de Ectinogonia costeras se reconstruyó la filogenia del grupo de estudio usando el gen COI, ya que es el gen más variable para muchos coleópteros del set de datos y tiene una tasa mutacional más alta para insectos (Papadopoulou et al. 2010,

Andújar et al. 2012, Ho & Lo 2013), además ha sido ampliamente usado para delimitación de especies de coleópteros (Anguita-Salinas et al. 2017, 2019, Zúñiga-Reinoso & Méndez

2018, Zúñiga-Reinoso et al. 2019). Las reconstrucciones se realizaron por medio de IB siguiendo la misma metodología empleada anteriormente.

Redes de Haplotipos: depara el gen COI, se simplificó la topología reconstruyendo la red de haplotipo mediante el método de NJ (Saitou & Nei 1987) usando el programa

HapView.

Construidas las redes de haplotipos se delimitaron haplogrupos en base a los clados recuperados en la reconstrucción filogenética y número de pasos mutacionales entre haplotipos (>10 pasos mutacionales), criterios que fueron coincidentes.

Estimación de tiempos de divergencia: Las estimaciones de tiempo de divergencia se realizaron mediante inferencia bayesiana utilizando el programa BEAST v1.8.0

(Drummond et al. 2012) para el gen COI, debido a que fue el gen filogenéticamente más informativo y tiene una tasa mutacional bien descrita para diferentes taxa de insectos

(Papadopoulou et al. 2010, Andújar et al. 2012). Se consideró el modelo de sustitución

GTR+I+G. Se corrió el programa BEAST probando todos los modelos de reloj molecular

29 disponibles en el programa y se seleccionó el modelo de Reloj Molecular Estricto mediante AIC en TRACER 1.6 (Drummond et al. 2012). El modelo de especiación que se utilizó fue el de proceso de Yule. Para la calibración de la estimación se utilizó la tasa de mutación de 2% por millón de año para los genes mitocondriales, propuesta para insectos

(Farrel 2001, Barraclough & Vogel 2002) y asumida en otros trabajos con bupréstidos

(Kajtoch et al. 2014). Para la estimación de tiempos de divergencia se realizó una corrida de 50 millones de generaciones, muestreando cada mil generaciones. Se resumió la muestra de árboles en una sola topología con el programa TreeAnnotator 1.8.0

(Drummond et al. 2012) del paquete BEAST, quemando el 10% de los árboles iniciales y fijando probabilidad a 0.5 para el majority rules. Finalmente, los resultados fueron visualizados y editados en FIGTREE 1.4.2 (Rambaut 2014).

Para la comparación entre los eventos climáticos y las divergencias en Ectinogonia, se recurrió a revisión de Ehlers et al. (2008) y cartas estratigráficas internacionales (Gibbard

& Cohen 2008, Cohen et al. 2013) para datar los eventos dentro de las OCP.

Patrones microevolutivos dentro de las Ectinogonia costeras

Diversidad genética: Para caracterizar la diversidad genética de haplogrupo se calcularon indicadores de diversidad haplotípica y nucleotídica por medio del programa DNAsp.

Redes de Haplotipos: Se generaron redes de haplotipos para los clados-haplogrupos recuperados anteriormente para las Ectinogonia costeras y que se compusieron por más de una especie morfológica. Al igual que antes se usó con el gen mitocondrial COI, para reconstruir las redes de haplotipos por medio del método de Median Joining (MJ) (Bandelt

30 et al. 1999), en el programa PopART (Leigh & Bryant 2015). Se etiquetaron las redes según especie morfológica, distribución geográfica, paisaje y vegetación.

Además, siguiendo la misma metodología anterior se generaron redes de haplotipos para las especies morfológicas que se registraron en más de un haplogrupo, pero esta vez etiquetando solo por distribución geográfica, paisaje y vegetación.

Resultados

Posicionamiento filogenético de las Ectinogonia costeras

Reconstrucciones filogenéticas: La reconstrucción obtenida al concatenar los 4 genes

(Wg, CAD, COI y 16S) presenta una topología anidada (Figura 5). La reconstrucción muestra que Ectinogonia es un grupo monofilético (clado A), dentro de la topología del clado, las especies del centro-sur (E. buqueti, E. cryptica y E. oscuripennis) forman un grupo hermano de resto del género (clado B); El llamado clado norte tiene bajo valor de soporte de nodo (p posteriori=0.77), pero dentro de este, E. minor minor de los Andes de la provincial de Elqui es grupo hermano del resto de las especies nortinas de Ectinogonia

(clado C); Luego E. carrascoi de Los Vilos, en la costa, es grupo hermano de las especies restantes (clado D); A continuación E. speciosa de los Andes de Chile central es grupo hermano de los clados restantes (clado E); Luego está el clado F, que contiene a E. intermedia y diversas especies nominales de la costa de Atacama, este clado está dividido en los subclados G (E. intermedia de la costa y andes de la provincia del elqui) y H

(especies nominales de la costa de Atacama); hermano al clado F, está el clado I compuesto por especies costeras y andinas; Dentro del clado I está el subclado J con especies andinas del extremo norte de Chile (E. angulicollis, E. pretiosa, E. pulverea), E. pretiosa conforma su propio subclado (K), mientras que el subclado L reúne a E. angulicollis y E. pulverea; Dentro del clado I, están también los subclados M (E. costata de la costa de Atacama), N (E. chalyboeiventris chalyboeiventris de la costa de Atacama),

Ñ (E. barrigai de la costa de Antofagasta) y O (resto de especies nominales de la costa de

Atacama). Dentro del clado norte, las especies costeras son un grupo polifilético.

Figura 5: Árbol consenso de IB para Ectinogonia construido en base a los genes COI, 16S, CAD y Wg. En recuadro beige se muestran los linajes de Ectinogonia de Chile central, y distintos linajes andinos dentro del clado norte. En recuadro verde se muestran los distintos linajes de distribución costera del clado norte. Los nodos con circulo negro representan soporte de nodos con probabilidad a posteriori sobre 0.9

Patrones macroevolutivos en las Ectinogonia costeras

Reconstrucciones filogenéticas: El árbol de consenso de IB reconstruido con COI para las especies de distribución costera presenta una topología anidada y se recuperan 5 clados con buen soporte de nodo dentro del grupo costero (clado A) (Figura 6). La primera cladogénesis es la del clado (B), hermano al resto del grupo costero, está compuesto por

E. carrascoi y E. chalyboeiventris wagenkenti, dentro del cual, E. carrascoi (G5.b) y E. chalyboeiventris wagenknechti (G5.a) son entidades independientes. El segundo clado

(G4) está compuesto por individuos de E. fastidiosa, E. costata y la totalidad de E. pusilla y E. affinis pusilla, no habiendo clados correspondientes con la morfología. El tercer clado

(G3), hermano de los linajes restantes, está compuesto solo por E. intermedia. El cuarto clado (D), presenta una politomía y contiene los clados E, F y G1, además de un individuos sin una relación clara de la especie nominal E. minor gutierrezi. El primer clado (E) dentro del cuarto clado D, contiene individuos de E. chalyboeiventris chaliboeiventris y E. costata, el segundo clado dentro del clado D (F) posee una topología interna del tipo anidada, conteniendo al clado G hermano al resto del clado F y compuesto por individuos de E. costata, luego el clado H contiene a los clados I (compuesto por individuos de E. barrigai) y G2.b (compuesto por E. roitmani y un individuo de E. minor gutierrezi) i. El ultimo clado (G1) contiene los linajes restantes compuestos por E. darwini, E. atacamensis, individuos de E. fastidiosa, E. minor gutierrezi, E. chalyboeiventris chalyboeiventris y E. barrigai. Solo las especies E. carrascoi, E. intermedia y E. roitmani recuperaron monofilia.

Figura 6: Árbol de consenso según IB para las Ectinogonia costeras, construido con COI. Los colores representan especies nominales o morfotipos (círculos), paisaje donde se colectó la muestra (triángulos) y vegetación (cuadrados), los nodos con circulo negro representan p posteriori sobre 0.9 y las unidades evolutivas se indican con rectángulos rotulados.

Redes de Haplotipos: La red de haplotipos construida para las Ectinogonia costeras a partir de COI, presenta una topología extendida, de la cual se identifican 7 haplogrupos bien diferenciados, separados por más de 12 pasos mutacionales (Figura 7A); El haplogrupo 1 (G1) está compuesto por E. atacamensis, E. barrigai, E. darwini, E. fastidiosa y E. minor gutierrezi, el haplogrupo 2 (G2.a) está compuesto por individuos de

E. barrigai, E. chalyboeiventris chalyboeiventris y E. costata, el haplogrupo 3 (G2.b) está compuesto por la totalidad de E. roitmani, el haplogrupo 4 (G3) está compuesto por la totalidad de los individuos de E. intermedia, el haplogrupo 5 (G4) está compuesto por E. pusilla, E. affinis pusilla, individuos de E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. costata,

E. fastidiosa y E. sp., el haplogrupo 6 (G5a) contiene un individuo de E. chalyboeiventris wagenknechti, y por último, el haplogrupo 7 (G5.b) está compuesto por la totalidad de los individuos de E. carrascoi. A nivel geográfico, se observa diversos casos de correspondencia entre la genética con la distribución geográfica, dentro de los haplogrupos G2.b, G3 y G5.b (Figura 7B), los cuales se distribuyen al sur de Quebrada los Choros, en cambio los haplogrupos G1, G2.a, G4 y G5.a se distribuyen al norte de

Quebrada los Choros, exceptuando casos puntuales en G1, G2.a y G4. A escala de paisaje no se observa un patrón claro, distribuyéndose cada haplogrupo en más de un tipo de ambiente(Figura 7C).

Figura 7: Red de haplotipos de las Ectinogonias costeras y de interior del subclado norte, construida con COI a partir de Median-Joining, rotulado según especie morfológica (A), zona geográfica (B) y paisaje (C). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como puntos negros sobre el eje que une haplotipos. Polígono de color indica haplogrupos.

La distribución de los 7 haplogrupos en el desierto costero muestra que los haplogrupos que coinciden con una especie nominal (G2.b, G3, G5.a y G5.b) se distribuyen al sur de las quebradas Chañaral (28.9°S) y Los Choros (29.2°S) (Figura 8), desplazando casi por completo de la porción sur en la zona de estudio al resto de los haplogrupos. En la porción norte de la zona de estudio son más frecuentes los haplogrupos G1 y G4, entre los cuales hay una mayor prevalencia de G1 al norte de quebrada Totoral (27.8°S), mientras G4 es más frecuente al sur de esta quebrada (Figura 8).

Figura 8: Mapa con la distribución geográfica de frecuencias relativas de haplogrupos costeros, las líneas punteadas indican posibles quiebres (Quebrada Totoral (A), Rio Huasco (B), Quebrada Chañaral (C) y Quebrada de los Choros (D), líneas azules indican cause de principales quebradas

Tiempos de divergencia: La divergencia entre los clados norte y sur de Ectinogonia habría ocurrido hace 3,59 Ma (HDP:2,28-4,39), Plioceno tardío (Figura 9). La diversificación dentro de las Ectinogonia costeras habría empezado hace 1,24 Ma

(HDP:1,01-1,49) con la divergencia entre los clados B y G4, de los clados G3 y D, durante el Pleistoceno temprano. Luego hace 1.15 Ma (HDP:0,93-1,40) habría ocurrido la divergencia entre los clados G3 y D. Después hace 0.80 Ma (HDP:0,59-1,03) habría ocurrido la divergencia entre los clados B y G4, a finales del Pleistoceno temprano.

Iniciando el Pleistoceno medio, hace 0,61 Ma (HDP:0,49-0,75), habría ocurrido la divergencia entre el clado G1 y el resto del clado D. Luego, hace 0.56 Ma (HDP:0,35-

0,79) habría empezado la diversificación dentro del clado. Hace 0.54 Ma (HDP:0,41-0,67) habría divergido los clados E y F, durante el Pleistoceno medio. La divergencia del clado

F comenzó hace 0.48 Ma (HDP:0,36-0,62) con la divergencia entre los clados G y H; a continuación, hace 0,28 Ma (HDP:0.19-0.39) se habría dado la divergencia entre los clados I y G2.b. Hace 0.36 Ma (HDP:0,27-0,47) habría comenzado la diversificación dentro del clado G1, durante el Pleistoceno medio. La diversificación dentro del clado G4 habría comenzado hace 0.34 Ma (HDP:0,24-0,45), durante el Pleistoceno medio. Por

último, la diversificación dentro del clado B habría iniciado con la divergencia entre los clados G5.a y G5.b hace 0,30 Ma (HDP:0,17-0,45), a finales del Pleistoceno medio. Todos los eventos de divergencia habrían ocurrido durante fases de clima glacial, exceptuando las divergencias entre G1 y el resto del clado D, y la diversificación de G4 que habrían ocurrido durante fases de clima interglacial. El grafico de linajes a través del tiempo

(LTT), muestra un incremento exponencial desde el inicio de la diversificación.

Figura 9: Reconstrucción de tiempos de divergencia dentro de las Ectinogonias costeras en escala de millón de años con los últimos episodios del cenozoico. Nodos con circulo indican valor de soporte p posteriori. superior a 0.9. Nodos en azul indican divergencia ocurrida durante fase glacial, nodos en rojo indican divergencia ocurrida durante interglacial. Barras lilas indican los intervalos del 95% de la alta densidad posteriori (Highest posterior dnesity, HPD). Curva azul muestra registros de isotopos marinos de O18 (Modificado de Ehlers et al. 2018). Barras azules indican eventos de glaciaciones mayores. Barras celestes punteadas indican eventos de glaciación menor. Curva verde con escala logarítmica indica acumulación de linajes de Ectinogonia costeras a través del tiempo (lineages through time, LTT).

Patrones microevolutivos dentro de las Ectinogonia costeras

Diversidad genética: Considerando los 6 haplogrupos compuestos por más de un individuo (G1, G2.a, G2.b, G3, G4 y G5.b), los haplogrupos con menor diversidad nucleotídica (Pi<0.01) fueron G2.b, G4 y G5.b (Tabla 3), además, todos los haplogrupos presentaron alta diversidad haplotípica (Hd>0.9).

Tabla 3: Índices de diversidad genética según el gen COI para los haplogrupos recuperados. N: cantidad de individuos secuenciados, k: número promedio de nucleótidos diferentes, S: número de sitios segregativos, h: número de haplotipos, Hd: diversidad haplotipica o genética, Pi: diversidad nucleotídica.

Haplogrupo N k S h Hd Pi G1 66 15,523 144 51 0,989 0,01045 G2.a 9 19,611 66 9 1,000 0,01321 G2.b 11 8,291 31 9 0,964 0,00558 G3 36 16,411 118 32 0,994 0,01105 G4 73 9,319 87 40 0,973 0,00628 G5.b 4 1,833 3 4 1,000 0,00110

Redes de Haplotipos: La red de haplotipos para G1 posee una topología extendida también en torno a un eje central, en la cual se separan el sub-haplogrupo compuesto por

E. atacamensis, E. fastidiosa y E. minor gutierrezi, del sub-haplogrupo E. barrigai, E. fastidiosa y E. minor gutierrezi. Ambas secciones están separadas por haplotipos dispersos entre medio de E. darwini (Figura 10A). A nivel geográfico se observa una correspondencia entre la zona de procedencia con las agrupaciones de E. darwini y E. barrigai que poseen rangos de distribuciones acotadas (Figura 10B). A escala de paisaje no se observa correspondencia entre los ambientes y los haplotipos (Figura 10C). Sin embargo, a escala vegetacional, observa la asociación entre E. darwini con la vegetación de cactáceas en dos linajes independientes (figura 10D).

Figura 10: Redes de haplotipos de las Ectinogonias del haplogrupo G1, construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a: A, especies morfológicas; B, latitud, haciendo distinción de la zona geográfica (L: Litoral, C: Cordillera de la Costa e I: Interior), C, paisaje (LD: Litoral Duna, LP: Litoral Planicie, LT: Litoral Terraza, LQ: Litoral Quebrada, CQ: Cordillera de la Costa Quebrada, IQ: Interior Quebrada, IT: Interior Terraza, e IP: Interior Planicie) y D, vegetación (P: Pradera anual, M: Matorral y C: Cactáceas ). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos.

La red de haplotipos para G2.a también presenta una topología extendida en torno a un eje central del cual se desprenden los haplotipos contenidos en el grupo, observándose una separación entre E. barrigai de E. chalyboeiventris chalyboeiventris y E. costata

(Figura 11A). Geográficamente se observa un patrón filogeográfico, dividiendo el haplogrupo G2 en tres unidades latitudinales: 24.9, 28.3-28.5 y 29.2 (Figura 11B). En cuanto al paisaje se observa la asociación entre E. barrigai y el ambiente de terraza litoral (Figura 11C).

Figura 11: Redes de haplotipos de las Ectinogonias del haplogrupo G2.a, construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a: A, especies morfológicas; B, latitud, haciendo distinción de la zona geográfica (L: Litoral y C: Cordillera de la Costa) y C, paisaje (LD: Litoral Duna, LT: Litoral Terraza y CQ: Cordillera de la Costa Quebrada). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos.

La red del haplogrupo G4 muestra una topología extendida y ramificada, además se observa la tendencia a la separación entre E. pusilla, E. fastidiosa-E. affinis pusilla y E. chalyboeiventris chalyboeiventris-E. costata (Figura 12A). A nivel geográfico no se observa un patrón claro en la distribución de los haplotipos (Figura 12B), en cambio a escala de paisaje, E. pusilla muestra una clara preferencia por los ambientes de Planicies y quebradas litorales. Por último, a en cuanto a la vegetación, se observa que E. fastidiosa,

E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. costata y E. affinis pusilla tienen una mayor representación en vegetación de matorral, en cambio E. pusilla prefiere matorral y pradera por igual.

Figura 12: Redes de haplotipos de las Ectinogonias del haplogrupo G4, construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a: A, especies morfológicas; B, latitud, haciendo distinción de la zona geográfica (L: Litoral, C: Cordillera de la Costa e I: Interior), C, paisaje (LD: Litoral Duna, LP: Litoral Planicie, LT: Litoral Terraza, LQ: Litoral Quebrada, CQ: Cordillera de la Costa Quebrada, IQ: Interior Quebrada, e IT: Interior Terraza) y D, vegetación (P: Pradera anual, M: Matorral y C: Cactáceas ). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos.

Para E. fastidiosa, se observan dos haplogrupos que coinciden con los grupos indicados por la red de haplotipos y los clados de la filogenia (Figura 13A), pero no hay una clara señal geográfica y ecológica (Figura 13B y 13C).

Figura 13: Redes de haplotipos de E. fastidiosa construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a: A, latitud, haciendo distinción de la zona geográfica (L: Litoral, C: Cordillera de la Costa e I: Interior), B, paisaje (LD: Litoral Duna, LP: Litoral Planicie, LT: Litoral Terraza, LQ: Litoral Quebrada, CQ: Cordillera de la Costa Quebrada, IQ: Interior Quebrada, IT: Interior Terraza, e IP: Interior Planicie) y C, vegetación (P: Pradera anual, y M: Matorral). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos. Los polígonos de color delimitan los haplogrupos.

En el caso de E. costata, presente en G2.a y G4, la red de haplotipos presenta una topología extendida en torno a un eje y se observan dos grupos de haplotipos que coinciden con

G2.a y G4 (Figura 14). No se observa una asociación entre los haplotipos con la geografía o vegetación frecuentada (Figura 14B y 14B), pero los individuos muestreados en la localidad de Punta Choros (29.2L) se asocian entre ellos y están separados por varios pasos mutacionales de sus conespecíficos de Los Toyos (28.3L).

En el caso de E. chalyboeiventris chalyboeiventris, contenida en G2.a y G4, la red de haplotipos con topología también extendida muestra una marcada segregación según geografía (Figura 15A) y paisaje (Figura 15B), respondiendo en ambos casos a la segregación por haplogrupos.

Por último, el caso de E. barrigai, la red de haplotipos muestra una topología extendida en torno a un eje y dos haplogrupos bien distanciados que corresponden a G1 y G2.a

(Figura 16), los cuales fueron muestreados en la misma localidad (M.N. Paposo Norte,

24.9°S).

Figura 14: Redes de haplotipos de E. costata construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a: A, latitud, haciendo distinción de la zona geográfica (L: Litoral), y C, vegetación (P: Pradera anual, y M: Matorral). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos. Los polígonos de color delimitan los haplogrupos.

Figura 15: Redes de haplotipos de E. chalyboeiventris chalyboeiventris construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a: A, latitud, haciendo distinción de la zona geográfica (L: Litoral, y C: Cordillera de la Costa) y B, paisaje (LQ: Litoral Quebrada, y CQ: Cordillera de la Costa Quebrada). El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos. Los polígonos de color delimitan los haplogrupos.

Figura 16: Red de haplotipos de E. barrigai construida con COI a partir de Median-Joining. La red esta rotulada acorde a especies. El tamaño de la circunferencia indica la frecuencia del haplotipo. Los pasos mutacionales entre haplotipos se indican como marcas de tachado sobre el eje que une haplotipos. Los polígonos de color delimitan los haplogrupos.

Discusión

Posicionamiento filogenético de las Ectinogonia costeras y sistemática: La reconstrucción propuesta en base a los cuatro marcadores concatenados presenta una topología anidada semejante a la reconstrucción con COI, que es uno de los marcadores con mejor resolución filogenética para el grupo (Papadopoulou et al. 2010, Andújar et al.

2012, Anguita-Salinas et al. 2019), pero con mejores valores de soporte que mejoran la resolución de la reconstrucción (Figuras 5 y S2). Además, las dos reconstrucciones de este trabajo también se asemejan parcialmente a la hipótesis propuesta por Anguita-Salinas

2017 (Figura 3), agrupando estas tres reconstrucciones a las especies nortinas de

Ectinogonia en el clado norte, pero la reconstrucción con los cuatro genes concatenados agrupa los distintos linajes parafileticos de E. pusilla de Anguita-Salinas 2017 en un clado y posiciona a E. minor minor y E. carrascoi como grupos hermanos al resto de los linajes del clado norte. Además, la reconstrucción con los cuatro genes concatenados reúne en un clado (clado sur) al llamado grupo sur de Anguita-Salinas (2017).

La propuesta filogenética reconstruida para el género Ectinogonia, indica que el grupo costero es polifilético (Figura 5), considerando este resultado, el desierto costero pudo haber sido colonizado en distintas oportunidades por distintos linajes de Ectinogonia desde el sur o la cordillera de los Andes. Dado que las Ectinogonia del clado sur y E. minor minor tienden a distribuirse en torno a las cordillera de los Andes y de la Costa, siendo estos dos clados hermanos al resto del género, se asume que conservan la distribución ancestral del grupo, el cual colonizó desde Chile central hacia el norte y posteriormente colonizó el desierto costero en distintos eventos. En cambio, los resultados

50 de Anguita-Salinas (2017) sugieren que desde el desierto costero (caracterizado como una unidad evolutiva extensa y diversa) se habrían desprendido las distintas unidades andinas, pero también soportan la propuesta del avance de Ectinogonia hacia el norte desde Chile central.

La sistemática dentro de Ectinogonia seguirá siendo un tema controversial, sin embargo, los análisis lograron recuperar clados monotípicos bien diferenciados (E. angulicollis, E. carrascoi, E. intermedia, E. minor minor, E. pretiosa, E. pulverea, E. roitmani y E. speciosa), que pueden considerarse especies validas de Ectinogonia considerando la definición filogenética y morfológica de especie (Cronquist 1978, Nixon & Wheeler1990,

De Queiroz 2007) (Figuras 5, 6 y 7). Además, se rescatan los casos de dos entidades morfológicas que tienden a segregarse de los clados que las contienen: E. darwini y e. pusilla, que son linajes polifiléticos convergentes tanto morfológica como ecológicamente y contrastan del resto de sus respectivos clados G1 y G4, ya que los caracteres diagnósticos de estas morfologías son estables (Moore & Vidal 2015). Este patrón sugiere que estas entidades estarían en alguna etapa temprana del proceso de especiación (De Queiroz

2007), como se ha planteado en otros grupos dentro de la región (Morales Henríquez

2018). Por último, no se les pueden aplicar los criterios de concepto de especie al resto de las unidades recuperadas en este trabajo, ya que al darse los casos de convergencia y simpatría entre unidades sería difícil en terreno distinguir entre una unidad u otra sin recurrir a identificación molecular. De este modo sigue abierta la pregunta sistemática para futuros estudios en el grupo costero, el cual contiene tres buenas especies y conserva

51 el complejo de especies compuesto por tres unidades evolutivas simpátricas polimórficas y crípticas.

Patrones macroevolutivos en las Ectinogonia costeras: Las principales divisiones dentro de Ectinogonia costeras (G1/G2-G3-G4-G5) se deberían al efecto alopátrico de ríos y quebradas en la región, ya que varios límites de distribución para los grupos identificados coinciden con el rio Huasco (28.4°S) y las quebradas Chañaral (28.9°S) y de los Choros (29.3°S) (Figura 8), ya que al norte de esta zona de transición se encuentra la mayoría de los clados G1, G2.a y G4, mientras que dentro de esta zona están contenidos los clados G2.b y G5.a, y al sur de esta zona se encuentra la mayoría de G3 y la totalidad de G5.b. Como estos quiebres topográficos coinciden con límites de distribución de los grupos identificados dentro de Ectinogonia costera, estos podrían ser responsables de las divergencias más tempranas en el grupo de estudio, actuando como barreras a la dispersión durante eventos húmedos cuando corría agua por estas quebradas, como se ha propuesto para otros invertebrados (Ceccarelli et al. 2016) o plantas desertícolas (Ossa et al. 2013).

Acorde a la red de haplotipos que además de recuperar las 3 especies nominales: E. carrascoi (G5.b), E. intermedia (G3) y E. roitmani (G2.b), muestra que estas tres especies tienden a distribuirse en la mitad sur de la zona de estudio, en Los Vilos, provincia del

Elqui y Punta Choros, respectivamente (Figuras 6 y 7). Esta tendencia en los grupos monotípicos de distribuirse en la mitad sur de la zona del estudio sugiere un efecto más dramático de fuerzas que generarían divergencias de este sector de la zona de estudio.

Además, las unidades de distribución más austral (E. carrascoi y E. intermedia) divergieron tempranamente en comparación al resto del grupo de estudio, lo que indica

52 que, a mayores latitudes las presiones ambiental de las OCP habría provocado las divergencias de forma más temprana (Figura 9). Este escenario concuerda con las divergencias más temprana entre las Ectinogonias del clado sur respecto al grupo de estudio. Además, las distintas reconstrucciones ambientales muestran un fuerte contraste entre fases glaciales e interglaciales, descritas para la mitad sur de Sudamérica y Chile central (Clapperton 1994, Villagrán 2001, Latorre et al. 2007), lo que habría generado cambios contrastantes en el paisaje y a su vez ejerciendo mayores presiones ambientales sobre las poblaciones de latitudes más altas (Hewitt 2000, Bennett & Provan 2008, Cañón et al. 2010, Mathiasen & Premoli 2010). Por lo que los haplogrupos G3 y G5.b en la porción más austral de la zona de estudio divergieron tempranamente, dado que el ambiente semidesértico habría sido desplazado por vegetación higrófila, aislando prolongadamente a las poblaciones de Ectinogonia en esta zona, facilitando los procesos que generaron estas divergencias probablemente por medio de barreras alopátricas.

También cabe destacar que más al sur mayor era la influencia de las lluvias de invierno

(Villagrán 1990, Maldonado et al 2005), lo que habría estabilizado la permanencia de la vegetación que Ectinogonia necesita para su ciclo vital y así consolidando poblaciones más robustas que evolucionaron en E. carrascoi, E. intermedia y E. roitmani. Aunque la divergencia dentro de las Ectinogonia costeras comenzó durante el Pleistoceno temprano, es durante el Pleistoceno medio cuando habría comenzado un proceso acelerado de diversificación o acumulación de linajes dentro del grupo de estudio (Figura 9), asociado a los cambios más abruptos y duraderos de las OCP. Durante el último millón de años habría aumentado la duración de las fases glaciales de régimen húmedo en la región, fortaleciendo el efecto alopátrico de los ríos en la región (Ossa et al. 2013, Ceccarelli et

53 al. 2016). Adicionalmente habría ocurrido una doble colonización de norte a sur a través de la zona de transición, considerando las relaciones más tempranas y la distribución de los grupos (Figuras 8 y 9), ocurriendo todos estos eventos de divergencia durante fases glaciales.

Por último, la geomorfología en la región además de las características de Ectinogonia permiten sortear las barreras anteriormente planteadas. Dado que hay especies de

Ectinogonia que ingresan a la depresión intermedia e incluso hasta la precordillera (Figura

4), los ríos no son barreras del todo efectivas, ya que además de ser barreras episódicas, su efectividad varía a lo largo del cauce, siendo más fáciles de cruzar en la depresión intermedia o en la precordillera al disminuir el cauce rio arriba. También hay que recordar que una característica de este género es la capacidad de realizar vuelos cortos, permitiéndole a las Ectinogonia alcanzar nuevos parches y sortear barreras efectivas para grupos estrictamente epigeos (Ceccarelli et al. 2016, Zúñiga-Reinoso & Méndez 2018), facilitando así ampliar los rangos de distribución y reestablecer el flujo genético. De este modo se explican los diversos casos en que se observaron individuos de G1 y G4 al sur de la quebrada Chañaral, o los individuos de G3 al norte del río Huasco (Figura 8).

Patrones microevolutivos dentro de las Ectinogonias costeras: Considerando la alta cohesión de los haplogrupos, en base a la diversidad haplotípica (Tabla 3), se esperaría que estos tuvieran una identidad morfológicamente coherente, pero se registraron 3 haplogrupos compuestos por más de una especie morfológica: G1, G2.a y G4, lo que evidencia la alta variabilidad morfológica con que se caracteriza a las especies del género

Ectinogonia y el desajuste entre esta diversidad morfológica con la estructura genética.

La diversidad morfológica registrada en G1, G2.a y G4 sería el efecto de las separaciones alopátricas explicadas anteriormente, junto al efecto del hospedero y paisaje donde habitan las Ectinogonia. Comparando los patrones de morfología, geografía, paisaje y vegetación para G1, se observa la preferencia de G1 por la vegetación de matorral y en menor grado por pradera, pero lo más destacable es la asociación entre E. darwini con la vegetación de cactáceas o los paisajes de quebradas (Figura 10). Este resultado no es de extrañar considerando que la totalidad de los individuos con morfología E. darwini fueron solamente encontrados en torno al P.N. Pan de Azúcar sobre plantas de Copiapoa cinerea var. columna-alba o en las inmediaciones de estas. Esta planta es hospedero para la larva y es consumida como forraje por el imago (Moore & Vidal 2015). Aunque todos los individuos muestreados de E. darwini se relacionan con Copiapoa cinerea var. columna- alba, no comparten entre todos un ancestro común (Figura 4), por lo que esta morfología se habría originado en al menos dos eventos distintos y podría responderse por 2 fenómenos distintos: (1) adaptación en la ontogenia para que las larvas de G1 se desarrollen en cactáceas asociadas a la morfología E. darwini, ya que estos fueron los

únicos haplotipos de G1 muestreados en el sector; y (2) convergencia ecológica entre dos linajes que colonizaron este tipo de ambientes y desarrollaron la misma morfología. Sobre la adaptación de larvas a distintos hospederos, resultando en adultos con distinta morfología, este es un fenómeno ya documentado en otros coleópteros (Flinte et al. 2010), donde los adultos originalmente se clasificaron como dos especies independientes hasta que se estudió en mayor detalle su historia natural. En el caso de G4, este fenómeno es aún más evidente, ya que es el haplogrupo que posee la mayor diversidad morfológica

(Figura 12). La topología de la red de haplotipos reconstruida para G4, extendida y

55 ramificada, no da señales de algún grado de diferenciación entre los haplotipos que la componen, pero se observa la segregación casi completa entre E. fastidiosa, E. pusilla y la unidad formada por E. chalyboeiventris chalyboeiventris junto con E. costata. Acorde a la vegetación se da la segregación entre E. chalyboeiventris chalyboeiventris-E. costata y E. pusilla que prefieren por igual las vegetaciones de pradera y matorral, mientras que

E. fastidiosa, es casi exclusiva de matorral. Por otra parte, E. affinis pusilla que se diferencia de E. pusilla por los patrones de coloración fijos en E pusilla, se distribuye del rio Copiapó al norte (26.1°S-26.6°S), separada de E. pusilla (27.1°S-27.8°S). La segregación entre especies tanto por paisaje como por vegetación reafirma la diferenciación entre morfologías por incipiente especiación ecológica, mientras que la separación de E. pusilla y E. affinis pusilla podría deberse al efecto alopátrico de las OCP, por lo tanto, la diversidad dentro de G4 sería explicada por estas dos fuerzas evolutivas.

Por otra parte, el efecto de la alopatría en la diversificación habría sido más fuerte en G2.a.

Comparando los patrones de morfología, geografía y paisaje en G2.a, se ve que la estructura de este haplogrupo coincide con la distribución geográfica (Figura 11), ya que se observan subgrupos de haplotipos, que corresponden a individuos de M. N. Paposo

Norte, Los Toyos y Punta Choros; y coinciden con la segregación morfológica. La asociación entre morfología y paisaje también es evidente, ya que E. barrigai se muestreó en terrazas litorales, mientras que E. chalyboeiventris chalyboeiventris fue muestreada en quebradas y E. costata está asociada a dunas costeras en más de una localidad, por lo que la diversidad tanto morfológica como genética del grupo se debería a la separación geográfica así como por especialización ecológica; En la zona comprendida entre Los

Toyos y Huasco, las dunas son preferidas por E. costata, mientras que las quebradas son preferidas por E. chalyboeiventris chalyboeiventris sin un patrón filogenético claro, por lo que estos rasgos pueden ser producto de especiación ecológica incipiente o adaptación ontogenética a un hospedero aun no identificado.

Además de la alta variabilidad morfológica, el desajuste entre genética y morfología se debe a distintos casos de convergencia, que también serian el resultado de la especiación ecológica incipiente. Este patrón se registra para E. costata, E. chalyboeiventris chalyboeiventris, E. darwini, E. fastidiosa y E. barrigai. Revisando la red de haplotipo de

E. fastidiosa (Figura 13), carece de una señal filogeográfica clara, ya que G1 y G4 tienen distribución simpátrica aun cuando G1 tiende a distribuirse mayoritariamente entre los

27.7°S hasta los 28.3°S y G4 tiende a distribuirse entre los 26.6°S hasta los 27.7°S. En torno a los 27.7°S el paisaje se caracteriza por ser una llanura contenida entre la localidad de Caldera al norte y la Quebrada Totoral al sur, aquí la cordillera de la costa baja en altura y está escasamente representada por algunos cerros y lomas, y omitiendo el rio Copiapó la zona no tiene mayores barreras a la dispersión, por lo que podría ser una zona de encuentro entre G1 y G4. Este escenario sugiere que dos linajes independientes de

Ectinogonia llegaron casi simultáneamente a la costa de Atacama, diversificando casi al mismo tiempo (0.36-0,34 Ma) y convergieron morfológicamente a la forma E. fastidiosa,

En cuanto a la preferencia por la vegetación, casi la totalidad de los individuos E. fastidiosa prefieren la vegetación de matorral, con 4 individuos muestreados en pradera anual, los cuales probablemente se encontraban en este ambiente de manera casual al momento de realizar las campañas de muestreo (Figura 13C). En vista que dos

57 haplogrupos se muestrearon en el mismo tipo de vegetación y expresan la misma morfología, la convergencia entre G1 y G4 podría deberse a una misma respuesta al ambiente compartido entre estos dos linajes de Ectinogonia, esta respuesta podría ser del orden de una incipiente especiación ecológica o adaptación ontogenética ocurrida en simpatría.

El segundo caso de convergencia es el de E. costata, presente en G2.a y G4 (figura 14A), donde se observa una clara separación en dos localidades: Los Toyos (28.3°S) y Punta

Choros (29.2°S). La localidad de Los Toyos es compartida por ambos grupos, por lo que dos linajes distintos de Ectinogonia que divergieron por alopatría también debieron llegar a la localidad y convergieron. Además, está el caso, E. chalyboeiventris chalyboeiventris, repartida en los mismos grupos que E. costata y muestra una fuerte señal filogeográfica

(Figura 15), por lo que la divergencia entre esas unidades también podría explicarse por alopatría. Revisando el paisaje donde se muestrearon los haplotipos de E. chalyboeiventris chalyboeiventris, de nuevo hay una clara preferencia por esta morfología por las quebradas de la cordillera de la costa o del litoral. Dado que la preferencia por los ambientes de dunas y quebrada es muy evidente en estas morfologías (Figura 7 y Anguita-

Salinas obs. pers.) estas serían el resultado de convergencia de incipientes procesos de especiación asociado al ambiente de duna o quebrada respectivamente.

Por último, el caso de E. barrigai, de la cual todos los individuos fueron muestreados en la misma localidad y planta hospedera, por lo que la única información que se cuenta es la topología de la red de haplotipos (Figura 16). Esta morfología está repartida en dos haplogrupos distintos (G1 y G2.a), por lo que dos linajes de Ectinogonia debieron llegar

58 a la localidad de M. N. Paposo Norte (0.059-0.150 Ma) y convergieron en esta morfología

(Figura 9) como habría ocurrido con E. fastidiosa más al sur, siendo otro caso de convergencia ecológica que habría ocurrido en simpatría.

Al igual que en el grupo de estudio, la convergencia es un fenómeno ampliamente documentado para otros insectos (Brower 1994, Okamoto et al. 2001, Faille et al. 2013,

Anguita-Salinas et al. 2017, Zúñiga-Reinoso & Méndez 2018), que se puede atribuir tanto a la radiación adaptativa que este grupo ha desarrollado (Moore & Robertson 2014), como al paralelismo dirigido por el ambiente semidesértico altamente estresante que no permite a las Ectinogonia desarrollar variaciones a las respuestas morfológicas ya expresadas

(Ward 2016, Struck et al. 2018).

Modelo propuesto: Desde una mirada evolutiva el patrón que se observa entre estructura genética y diversidad morfológica podría ser producto de especiación ecológica y de las oscilaciones en el paisaje como expuso Anguita-Salinas (2017): Oscilando el clima, los parches de vegetación de semidesierto donde habita Ectinogonia se habrían separado durante las fases glaciales por la acción de ríos o ingreso de vegetación higrófila, separándose las poblaciones por el tiempo suficiente para generar diferencias morfológicas, pero con el tiempo insuficiente para que se genere una divergencia efectiva entre las poblaciones separadas, las cuales vuelven a reunirse durante las fases interglaciales, conformando unidades con alta diversidad genética y morfológica como se observa. Los resultados de este trabajo muestran que durante el Pleistoceno medio se generó la diversidad de Ectinogonia costera, cuando en la región se alternaban (1) periodos húmedos y fríos del clima glacial que hicieron crecer el caudal de ríos y

59 quebradas además de ingresar vegetación higrófila por el sur, y (2) periodos secos y cálidos del clima interglacial que aumentaba la aridez en la zona contrayendo los parches de vegetación semidesértica en los que habita Ectinogonia, pero sin interrupción por ríos

(como ocurre hoy en día). Los resultados obtenidos sugieren que, durante la fase glacial, de clima frio y húmedo, los distintos parches de vegetación semiárida se extienden y conectan, pero grandes áreas se aíslan entre ellas por la crecida de ríos y quebradas generando divergencias profundas entre poblaciones (Figura 17A). Luego, durante el interglacial, de clima cálido y seco, el ambiente semiárido adquiere un carácter parchoso, pero la disminución de los caudales permite la reconexión de las áreas previamente separadas, permitiendo la coexistencia de numerosas unidades evolutivas en toda el área de distribución costera de Ectinogonia (Figura 8). Por último, se debe indicar que por sus características hídricas y vegetacionales, las quebradas concentrarían vegetación semiárida durante las fases interglaciales, como se observa hoy en día, especialmente en quebradas como Totoral o Chañaral, lo que permite el flujo entre grandes poblaciones y homogenizar a diversidad genética. En paralelo, los linajes distintos que colonizaron los mismos tipos de parches de vegetación semiárida se habrían adaptado de la misma manera, dando como resultado los casos de convergencia evolutiva descritos para E. barrigai,

E.chalyboeiventris chalyboeiventris, E. costata, E. darwini y E. fastidiosa, acumulando diferencias morfológicas, pero no se interrumpe el flujo genético durante el tiempo necesario para generar divergencias que impidan un contacto secundario durante la próxima fase interglacial (Figura 17B).

Figura 17: Modelos propuesto para evolución en Ectinogonia costera: (A) Escenario macroevolutivo que muestra las divergencias más antiguas en escenarios de climas Inter Glacial (IG) y Glacial (G). (B) Reconstrucción hipotética de historia evolutiva por separación alopátrica. (C) Escenario microevolutivo que muestra convergencia por especiación ecológica incipiente, en sucesión desde colonización hasta adaptación a los parches. Tipos de vegetación o ambiente semidesérticos representado con tonos de verde. Ríos y quebradas secos (línea marrón) y con caudal (línea azul). Linajes de Ectinogonia representados con distintos colores y especies nominales caracterizados con esquema de morfotipo. Por último, acorde al marco teórico planteado por Struck et al. (2018), la historia del ambiente semiárido en el desierto costero de Atacama propició la radiación adaptativa de

Ectinogonia, ya que se observa la rápida acumulación de linajes, con alta diversidad y diferenciación morfológicas, y distintos casos de cripsis por paralelismo. Patrones similares a los observados se han observado en distintos grupos en la región como la radiación de Liolaemus (Pincheira-Donoso et al. 2015), especiación parapátrica en plantas

(Luebert et. al 2014) u otros artrópodos (Frías-Lasserre 2010). Además, tomando en

61 consideración el clado norte del género Ectinogonia es evidente que se observa un continuo de la especiación en sus distintas etapas, desde especiación incipiente como la observada entre E. pusilla y E. fastidiosa, hasta especiación completa como E. carrascoi o las distintas especies de Ectinogonia andinas, cosa que también ocurre en otros grupos de la región como el icónico caso de Orestia en el altiplano (Vila et al. 2013, Morales

Henríquez 2018).

Conclusiones

Este trabajo muestra que las Ectinogonia del norte de Chile conforman un grupo monofilético, mientras que las Ectinogonia costeras son un conjunto de historias evolutivas complejas que ocurrieron en paralelo dentro de la región costera del desierto de Atacama, cada una propiciada por las oscilaciones climáticas del Pleistoceno que al intensificarse macroevolutivamente habría favorecido los eventos de divergencia entre estas unidades mediante vicarianza en torno a la crecida de ríos y quebradas. Además, microevolutivamente hay señales de radiación probablemente adaptativa que generó la diversidad morfológica y genética dentro del grupo por medio de sucesivos eventos incipientes de especiación ecológica dirigidos también por las oscilaciones climáticas del

Pleistoceno. Se mantiene la categoría de especie para E. carrascoi, E. intermedia y E. roitmani, mientras que se identifican al menos dos complejos de especies no emparentados con morfologías cripticas, dentro de los cuales hay dos entidades que estarían empezando el proceso de diferenciación (E. darwini y E. pusilla). Aun cuando en este trabajo se propone un escenario evolutivo para el grupo costero de Ectinogonia, quedan interrogantes que escapan a la metodología empleada, entre ellas: ¿Cuál sería el arregló sistemático más adecuado para el complejo de especies en Ectinogonia costera? ¿Qué barreras ocurrieron durante las fases interglaciales que generaron parte de las divergencias y diversificación? ¿Cuáles son las plantas hospederas de cada especie y como afectan estas en la morfología de las Ectinogonia adultas? Para ello queda pendiente hacer estudios más acabados de la ecología y biología en el grupo, así como profundizar en análisis morfológicos e incluir marcadores genéticos más variables para el grupo. Además, se debe

63 indicar que este es de los primeros trabajo que ha profundizado en la historia evolutiva y patrones de diversificación de este grupo endémico en la entomofauna chilena. Por último, este trabajo rescata el potencial de Ectinogonia como modelo de estudio para estudiar fenómenos evolutivos como la radiación adaptativa y cripsis en ambientes extremos.

Bibliografía

Abraham de Vazquez, E. M., Garleff, K., Liebricht, H., Regairaz, A. C., Schäbitz, F., Squeo, F. A., ... & Villagran, C. (2000). Geomorphology and paleoecology of the arid diagonal in southern South America. Zeitschrift für angewandte Geologie, 55-61.

Adams, J. M., & Faure, H. (1997). Preliminary vegetation maps of the world since the last glacial maximum: an aid to archaeological understanding. Journal of Archaeological Science, 24(7), 623-647.

Andújar, C., Serrano, J., & Gómez-Zurita, J. (2012). Winding up the molecular clock in the genus Carabus (Coleoptera: Carabidae): assessment of methodological decisions on rate and node age estimation. BMC evolutionary biology, 12(1), 40.

Anguita-Salinas, S. (2017). PATRONES EVOLUTIVOS DEL GÉNERO Ectinogonia (Coleoptera, Buprestidae) DURANTE EL PLIO-PLEISTOCENO EN CHILE. Seminario de Titulo, Chile, Universidad de Chile.

Anguita-Salinas, S., Barahona-Segovia, R. M., Poulin, E., & Zuniga-Reinoso, A. (2017). Genetic and morphological evidence for a new cryptic species of Ectinogonia (Coleoptera: Buprestidae) from central Chile. Zootaxa, 4303(2), 284-292.

Anguita-Salinas, S., Barahona-Segovia, R. M., Poulin, E., & Zúñiga-Reinoso, Á. (2019). Taxonomic and systematic implications of the revision of the phylogenetic relations in the genus Ectinogonia Spinola 1837 (Coleoptera: Buprestidae) of Central Chile. Zootaxa, 4603(1), 159-171.

Arendt, J., & Reznick, D. (2008). Convergence and parallelism reconsidered: what have we learned about the genetics of adaptation?. Trends in ecology & evolution, 23(1), 26- 32.

Bandelt, H., Forster, P., & Röhl, A. (1999). Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies. Molecular Biology and Evolution, 16(1), 37–48.

Baranzelli, M. C., Johnson, L. A., Cosacov, A., & Sérsic, A. N. (2014). Historical and ecological divergence among populations of Monttea chilensis (Plantaginaceae), an endemic endangered shrub bordering the Atacama Desert, Chile. Evolutionary Ecology, 28(4), 751-774.

Barraclough, T. G., & Vogler, A. P. (2002). Recent diversification rates in North

American tiger beetles estimated from a dated mtDNA phylogenetic tree. Molecular

Biology and Evolution, 19(10), 1706-1716.

Bellamy, C. L. (2006). The Systematic Position of Certain South American Buprestid Genera (Coleoptera: Buprestidae). The Coleopterists Bulletin, 60(2), 192-196.

Blard, P. H., Lavé, J., Farley, K. A., Fornari, M., Jiménez, N., & Ramirez, V. (2009). Late local glacial maximum in the Central Altiplano triggered by cold and locally-wet conditions during the paleolake Tauca episode (17–15 ka, Heinrich 1). Quaternary Science Reviews, 28(27-28), 3414-3427.

Bennett, K. D., & Provan, J. (2008). What do we mean by ‘refugia’?. Quaternary Science Reviews, 27(27-28), 2449-2455.

Brower, A. V. (1994). Rapid morphological radiation and convergence among races of the butterfly Heliconius erato inferred from patterns of mitochondrial DNA evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 91(14), 6491-6495.

Cañón, C., D'elía, G., Pardiñas, U. F., & Lessa, E. P. (2010). Phylogeography of Loxodontomys micropus with comments on the alpha taxonomy of Loxodontomys (Cricetidae: Sigmodontinae). Journal of Mammalogy, 91(6), 1449-1458.

Ceccarelli, F. S., Pizarro-Araya, J., & Ojanguren-Affilastro, A. A. (2016). Phylogeography and population structure of two Brachistosternus species (Scorpiones: Bothriuridae) from the Chilean coastal desert–the perils of coastal living. Biological Journal of the Linnean Society, 120(1), 75-89.

Clapperton, C. M. (1994). The quaternary glaciation of Chile: a review. Revista Chilena de Historia Natural, 67(4), 369-383.

Clapperton, C. M., Clayton, J. D., Benn, D. I., Marden, C. J., & Argollo, J. (1997). Late Quaternary glacier advances and palaeolake highstands in the Bolivian Altiplano. Quaternary International, 38, 49-59.

Cognato, A. I., & Vogler, A. P. (2001). Exploring data interaction and nucleotide alignment in a multiple gene analysis of Ips (Coleoptera: Scolytinae). Systematic Biology, 50(6), 758-780.

Cohen, K. M., Finney, S. C., Gibbard, P. L., & Fan, J. X. (2013). The ICS international chronostratigraphic chart. Episodes, 36(3), 199-204.

Collado, G. A., Vila, I., & Méndez, M. A. (2011). Monophyly, candidate species and vicariance in Biomphalaria snails (Mollusca: Planorbidae) from the Southern Andean Altiplano. Zoologica Scripta, 40(6), 613-622.

Collado, G. A., & Méndez, M. A. (2013). Microgeographic differentiation among closely related species of Biomphalaria (Gastropoda: Planorbidae) from the Andean Altiplano. Zoological Journal of the Linnean Society, 169(3), 640-652.

Correa, C., Mendez, M. A., Araya, S., Lobos, G., & Palma, R. E. (2013). A hybrid zone of two toad sister species, Rhinella atacamensis and R. arunco (Anura: Bufonidae), defi ned by a consistent altitudinal segregation in watersheds. Revista Chilena de Historia Natural, 86(2), 115-125.

Cronquist, A. (1978). Once again, what is a species? Biosystematics in agriculture. In Beltsville Symposia in Agr. Res. (Vol. 2, pp. 3-20).

Cruz-Jofré, F., Morales, P., Vila, I., Esquer-Garrigos, Y., Hugueny, B., Gaubert, P., Poulin, E., & Méndez, M. A. (2016). Geographical isolation and genetic differentiation: the case of Orestias ascotanensis (Teleostei: Cyprinodontidae), an Andean killifish inhabiting a highland salt pan. Biological journal of the Linnean Society, 117(4), 747-759.

Darriba D., Taboada GL., Doallo R. & Posada D. (2012). jModelTest 2: more models, new heuristics and parallel computing. Nature Methods 9(8), 772.

Dézerald, O., Latorre, C., Betancourt, J. L., Vera, G. A. B., & González, A. L. (2019). Ecological fidelity and spatiotemporal resolution of arthropod death assemblages from rodent middens in the central Atacama Desert (northern Chile). Quaternary Science Reviews, 210, 15-25.

De Queiroz, K. (2007). Species concepts and species delimitation. Systematic biology, 56(6), 879-886.

Díaz, F. P., Latorre, C., Maldonado, A., Quade, J., & Betancourt, J. L. (2012). Rodent middens reveal episodic, long‐distance plant colonizations across the hyperarid Atacama Desert over the last 34,000 years. Journal of Biogeography, 39(3), 510-525.

Dillon, M. O., Tu, T., Xie, L., Quipuscoa Silvestre, V., & Wen, J. (2009). Biogeographic diversification in Nolana (Solanaceae), a ubiquitous member of the Atacama and Peruvian Deserts along the western coast of South America. Journal of Systematics and Evolution, 47(5), 457-476.

Drummond AJ, Suchard MA, Xie D & Rambaut A (2012) Bayesian phylogenetics with

BEAUti and the BEAST 1.7 Molecular Biology And Evolution 29: 1969-1973

Ehlers, J., Gibbard, P. L., & Hughes, P. D. (2018). Quaternary Glaciations and Chronology. In Past Glacial Environments (pp. 77-101). Elsevier.

Evans, A. M., Mckenna, D. D., Bellamy, C. L., & Farrell, B. D. (2015). Large‐scale molecular phylogeny of metallic wood‐boring beetles (C oleoptera: B uprestoidea) provides new insights into relationships and reveals multiple evolutionary origins of the larval leaf‐mining habit. Systematic Entomology, 40(2), 385-400.

Faille, A., Casale, A., Balke, M., & Ribera, I. (2013). A molecular phylogeny of Alpine subterranean Trechini (Coleoptera: Carabidae). BMC Evolutionary Biology, 13(1), 248.

Farrell, B. D. (2001). Evolutionary Assembly of the Milkweed Fauna: Cytochrome Oxidase I and the Age of TetraopesBeetles. Molecular phylogenetics and evolution, 18(3), 467-478.

Felsenstein, J. 1985. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap. Evolution 39:783-791.

Filatov D.A. (2002). ProSeq: A software for preparation and evolutionary analysis of DNA sequence data sets. Molecular Ecology Notes 2, 621-624.

Flinte, V., Windsor, D., Sekerka, L., de Macedo, M. V., & Monteiro, R. F. (2010). Plagiometriona emarcida (Boheman,) and Plagiometriona forcipata (Boheman,)(Coleoptera: Chrysomelidae: Cassidinae), a single species differing in larval performance and adult phenotype. Journal of Natural History, 44(15-16), 891-904.

Frías-Lasserre, D. (2010). A new species and karyotype variation in the bordering distribution of Mepraia spinolai (Porter) and Mepraia gajardoi Frías et al (Hemiptera: Reduviidae: Triatominae) in Chile and its parapatric model of speciation. Neotropical entomology, 39(4), 572-583.

Gibbard, P., & Cohen, K. M. (2008). Global chronostratigraphical correlation table for the last 2.7 million years. Episodes, 31(2), 243.

Guerrero, P. C., Durán, A. P., & Walter, H. E. (2011). Latitudinal and altitudinal patterns of the endemic cacti from the Atacama Desert to Mediterranean Chile. Journal of Arid Environments, 75(11), 991-997.

Guerrero, P. C., Rosas, M., Arroyo, M. T., & Wiens, J. J. (2013). Evolutionary lag times and recent origin of the biota of an ancient desert (Atacama–Sechura). Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(28), 11469-11474.

Hall, T.A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucl. Acids. Symp. Ser. 41:95-98.

Hewitt, G. (2000). The genetic legacy of the Quaternary ice ages. Nature, 405(6789), 907.

Hinojosa, L. F., & Villagrán, C. (1997). Historia de los bosques del sur de Sudamérica, I: antecedentes paleobotánicos, geológicos y climáticos del Terciario del cono sur de América. Revista Chilena de Historia Natural, 70(2), 225-239.

Hołyński, R. (1999). Taxonomical, zoogeographical and phylogenetical relations among Indo-Pacific Psiloptera DEJ., Dicercomorpha DEYR., and related genera (Coleoptera: Buprestidae).

Hoskin, C. J., Higgie, M., McDonald, K. R., & Moritz, C. (2005). Reinforcement drives rapid allopatric speciation. Nature, 437(7063), 1353.

Houston, J. (2006). Variability of precipitation in the Atacama Desert: its causes and hydrological impact. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 26(15), 2181-2198.

Ho, S. Y., & Lo, N. (2013). The insect molecular clock. Australian Journal of Entomology, 52(2), 101-105.

Huelsenbeck, J. & F. Ronquist. 2001. MRBAYES: Bayesian inference of phylogeny. Bioinformatics. 17:754-755.

Jerez, V. (2000). Diversidad y patrones de distribución geográfica de insectos coleópteros en ecosistemas desérticos de la región de Antofagasta, Chile. Revista chilena de historia natural, 73(1), 79-92.

Jowett, T. (1986) Preparation of nucleic acids. In: Roberts, D.B. (Ed.), Drosophila: a practical approach. IRL Press, Oxford, pp. 275–286.

Kajtoch, Ł., Kubisz, D., Gutowski, J. M., & Babik, W. (2014). Evolutionary units of

Coraebus elatus (Coleoptera: Buprestidae) in central and eastern Europe–implications for origin and conservation. Insect conservation and diversity, 7(1), 41-54.

Kaplan, M. R., Moreno, P. I., & Rojas, M. (2008). Glacial dynamics in southernmost South America during Marine Isotope Stage 5e to the Younger Dryas chron: a brief review with a focus on cosmogenic nuclide measurements. Journal of Quaternary Science: Published for the Quaternary Research Association, 23(6‐7), 649-658.

Knowles, L. L. (2001). Did the Pleistocene glaciations promote divergence? Tests of explicit refugial models in montane grasshopprers. Molecular Ecology, 10(3), 691-701.

Kuch, M., Rohland, N., Betancourt, J. L., Latorre, C., Steppan, S., & Poinar, H. N. (2002). Molecular analysis of a 11 700‐year‐old rodent midden from the Atacama Desert, Chile. Molecular Ecology, 11(5), 913-924.

Latorre, C., Betancourt, J. L., Rylander, K. A., & Quade, J. (2002). Vegetation invasions into absolute desert: A 45; th000 yr rodent midden record from the Calama–Salar de Atacama basins, northern Chile (lat 22–24 S). Geological Society of America Bulletin, 114(3), 349-366.

Latorre, C., Moreno Moncada, P., Vargas, G., Maldonado, A., Villa Martínez, R., Armesto, J. J., Villagrán, C., Pino, M., Núñez, L., & Grosjean, M. (2007). Late Quaternary environments and palaeoclimate.

Leigh, J. W., & Bryant, D. (2015). popart: full‐feature software for haplotype network construction. Methods in Ecology and Evolution, 6(9), 1110-1116.

Luebert, F., & Wen, J. (2008). Phylogenetic analysis and evolutionary diversification of Heliotropium sect. Cochranea (Heliotropiaceae) in the Atacama Desert. Systematic Botany, 33(2), 390-402.

Luebert, F., Jacobs, P., Hilger, H. H., & Muller, L. A. (2014). Evidence for nonallopatric speciation among closely related sympatric Heliotropium species in the A tacama D esert. Ecology and evolution, 4(3), 266-275.

Magurran, A. E. (1988). Ecological diversity and its measurement. Princeton university press.

Maldonado, A., Betancourt, J. L., Latorre, C., & Villagran, C. (2005). Pollen analyses from a 50 000‐yr rodent midden series in the southern Atacama Desert (25° 30′ S). Journal of Quaternary Science: Published for the Quaternary Research Association, 20(5), 493- 507.

Marín, J. C., Casey, C. S., Kadwell, M., Yaya, K., Hoces, D., Olazabal, J., Rosadio, R., Rodriguez, J., Spotorno, A., Bruford, M. W., & Wheeler, J. C. (2007). Mitochondrial phylogeography and demographic history of the vicuna: implications for conservation. Heredity, 99(1), 70.

Martin, P. R., & McKay, J. K. (2004). Latitudinal variation in genetic divergence of populations and the potential for future speciation. Evolution, 58(5), 938-945.

Mathiasen, P., & Premoli, A. C. (2010). Out in the cold: genetic variation of Nothofagus pumilio (Nothofagaceae) provides evidence for latitudinally distinct evolutionary histories in austral South America. Molecular ecology, 19(2), 371-385.

Mayle, F. E., Burbridge, R., & Killeen, T. J. (2000). Millennial-scale dynamics of southern Amazonian rain forests. Science, 290(5500), 2291-2294.

Meyhnard, A. P., Palma, R. E., & Rivera-Milla, E. R. I. C. (2002). Filogeografía de las llacas chilenas del género Thylamys (Marsupialia, Didelphidae) en base a secuencias del gen mitocondrial citocromo b. Revista chilena de historia natural, 75(2), 299-306.

Miller, M. A., Pfeiffer, W., & Schwartz, T. (2010). Creating the CIPRES Science Gateway for inference of large phylogenetic trees. In Gateway Computing Environments Workshop (GCE), 2010 (pp. 1-8). Ieee.

Moore, T. (1994). Revision del genero Ectinogonia Spinola para Chile (Coleoptera, Buprestidae). Boletın de la Sociedad de Biologıa de Concepción (Chile), 65, 153-166.

Moore, T. (2017). Ectinogonia barrigai nov. sp.: primera especie de bupréstido del Monumento Natural Paposo Norte, Región de Antofagasta, Chile (Coleoptera: Buprestidae). Revista Chilena de Entomología, 42.

Moore, T., & Diéguez, V. M. (2014). A contribution to the knowledge of the Neotropical Buprestidae: description of a new species of Ectinogonia Spinola (Coleoptera: Buprestidae: Chrysochroinae: Dicercini). The Coleopterists Bulletin, 68(1), 47-50.

Moore, T., & Guerrero, M. (2017). Nueva especie del género Ectinogonia Spinola (Buprestidae: Dicercini) de la Cordillera de los Andes de Chile Central. Revista Chilena de Entomología, 43.

Moore, T., & Vidal, P., (2015) Los Bupréstidos de Chile. EDICIONES UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE. Santiago. Chile.

Moore, W., & Robertson, J. A. (2014). Explosive adaptive radiation and extreme phenotypic diversity within ant-nest beetles. Current Biology, 24(20), 2435-2439.

Morales Henríquez, P. M. (2018). Patrones de divergencia genómica en diferentes etapas del continuo de especiación en el género Orestias (teleostei; cyprinodontidae).

Morrone, J. J. (2015). Biogeographical regionalisation of the Andean region. Zootaxa, 3936(2), 207-236.

Mujica, M. I., Latorre, C., Maldonado, A., González‐Silvestre, L., Pinto, R., de Pol‐Holz, R., & Santoro, C. M. (2015). Late Quaternary climate change, relict populations and present‐day refugia in the northern Atacama Desert: a case study from Quebrada La Higuera (18° S). Journal of Biogeography, 42(1), 76-88.

Nielsen, R., & Slatkin, M. (2013). An introduction to population genetics: theory and applications. Sunderland: Sinauer Associates.

Nixon, K. C., & Wheeler, Q. D. (1990). An amplification of the phylogenetic species concept. Cladistics, 6(3), 211-223.

Okamoto, M., Kashiwai, N., Su, Z. H., & Osawa, S. (2001). Sympatric convergence of the color pattern in the Chilean Ceroglossus ground beetles inferred from sequence comparisons of the mitochondrial ND5 gene. Journal of Molecular Evolution, 53(4-5), 530-538.

Ossa, P. G., Pérez, F., & Armesto, J. J. (2013). Phylogeography of two closely related species of Nolana from the coastal Atacama Desert of Chile: post‐glacial population expansions in response to climate fluctuations. Journal of Biogeography, 40(11), 2191- 2203.

Otto-Bliesner, B. L., Marshall, S. J., Overpeck, J. T., Miller, G. H., & Hu, A. (2006). Simulating Arctic climate warmth and icefield retreat in the last interglaciation. science, 311(5768), 1751-1753.

Palma, R. E., Marquet, P. A., & Boric‐Bargetto, D. (2005). Inter‐and intraspecific phylogeography of small mammals in the Atacama Desert and adjacent areas of northern Chile. Journal of Biogeography, 32(11), 1931-1941.

Papadopoulou, A., Anastasiou, I., & Vogler, A. P. (2010). Revisiting the insect mitochondrial molecular clock: the mid-Aegean trench calibration. Molecular biology and evolution, 27(7), 1659-1672.

Pastenes, L., Sallaberry, M., Correa, C., Veloso, A., & Méndez, M. (2010). Phylogeography of Rhinella spinulosa (Anura: Bufonidae) in northern Chile. Amphibia- Reptilia, 31(1), 85-96.

Pérez, F., Arroyo, M. T., Medel, R., & Hershkovitz, M. A. (2006). Ancestral reconstruction of flower morphology and pollination systems in Schizanthus (Solanaceae). American Journal of Botany, 93(7), 1029-1038.

Petit, J. R., Jouzel, J., Raynaud, D., Barkov, N. I., Barnola, J. M., Basile, I., Bender, M., Chappellaz, J., Davis, M., Delaygue, G., Delmotte, M., Kotlyakov, V. M., Legrand, M., Lipenkov, V. Y., Lorius, C., PÉpin, L., Ritz, C., Saltzman, E., & Stievenard, M. (1999). Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature, 399(6735), 429.

Pincheira-Donoso, D., Harvey, L. P., & Ruta, M. (2015). What defines an adaptive radiation? Macroevolutionary diversification dynamics of an exceptionally species-rich continental lizard radiation. BMC Evolutionary Biology, 15(1), 153.

Pinot, S., Ramstein, G., Harrison, S. P., Prentice, I. C., Guiot, J., Stute, M., & Joussaume, S. (1999). Tropical paleoclimates at the Last Glacial Maximum: comparison of Paleoclimate Modeling Intercomparison Project (PMIP) simulations and paleodata. Climate Dynamics, 15(11), 857-874.Rambaut, A. (2014). FigTree 1.4. 2 software. Institute of Evolutionary Biology, Univ. Edinburgh.

Rambaut, A. (2014). FigTree 1.4. 2 software. Institute of Evolutionary Biology, Univ. Edinburgh.

Rambaut, A., & Drummond, A. J. (2007). Tracer. v. 1.5 Available: http://beast. bio. ed. ac. uk/Tracer. View Article PubMed.

Rivera, D. S., Vianna, J. A., Ebensperger, L. A., & Eduardo Palma, R. (2016). Phylogeography and demographic history of the Andean degu, Octodontomys gliroides (Rodentia: Octodontidae). Zoological Journal of the Linnean Society, 178(2), 410-430.

Rojas, M., Moreno, P., Kageyama, M., Crucifix, M., Hewitt, C., Abe-Ouchi, A., Ohgaito, R., Brady, E. C., & Hope, P. (2009). The Southern Westerlies during the last glacial maximum in PMIP2 simulations. Climate Dynamics, 32(4), 525-548.

Rozas. J., Ferrer-Mata. A., Sánchez-DelBarrio. J.C., Guirao-Rico. S., Librado. P., Ramos- Onsins. S.E., Sánchez-Gracia. A. (2017). DnaSP v6: DNA Sequence Polymorphism Analysis of Large Datasets. Molecular Biology Evolution. 34: 3299-3302 (2017).

Rundel, P. W., Dillon, M. O., Palma, B., Mooney, H. A., Gulmon, S. L., & Ehleringer, J. R. (1991). The phytogeography and ecology of the coastal Atacama and Peruvian deserts. Aliso: A Journal of Systematic and Evolutionary Botany, 13(1), 1-49.

Saitou, N., & Nei, M. (1987). The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular biology and evolution, 4(4), 406-425.

Simon, C., Frati, F., Beckenbach, A., Crespi, B., Liu, H., & Flook, P. (1994). Evolution, weighting, and phylogenetic utility of mitochondrial gene sequences and a compilation of conserved polymerase chain reaction primers. Annals of the entomological Society of America, 87(6), 651-701.

Stamatakis, A. (2014). RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post- analysis of large phylogenies. Bioinformatics, 30(9), 1312-1313.

Struck, T. H., Feder, J. L., Bendiksby, M., Birkeland, S., Cerca, J., Gusarov, V. I., ... & Stedje, B. (2018). Finding evolutionary processes hidden in cryptic species. Trends in Ecology & Evolution, 33(3), 153-163.

Swofford, D. 2002. PAUP. Phylogenetic Analysis Using Parsimony (*and Other Methods). Version 4. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts.

Thompson J.D., D.G. Higgins & T.J. Gibson. 1994. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Research. 22:4673-4680.

Troncoso, A., Villagrán, C., & Muñoz, M. (1980). Una nueva hipótesis acerca del origen y edad del bosque de Fray Jorge (Coquimbo, Chile). Boletın del Museo Nacional de Historia Natural de Chile, 37, 117-152.

Turner, G. F. (2007). Adaptive radiation of cichlid fish. Current Biology, 17(19), R827- R831.

Van der Hammen, T., & Absy, M. L. (1994). Amazonia during the last glacial. Palaeogeography, palaeoclimatology, palaeoecology, 109(2-4), 247-261.

Victoriano, P. F., Muñoz-Mendoza, C., Sáez, P. A., Salinas, H. F., Muñoz-Ramírez, C., Sallaberry, M., Fibla, P., & Méndez, M. A. (2015). Evolution and conservation on top of the world: phylogeography of the Marbled Water Frog (Telmatobius marmoratus species complex; Anura, Telmatobiidae) in protected areas of Chile. Journal of Heredity, 106(S1), 546-559.

Vila, I., Morales, P., Scott, S., Poulin, E., Véliz, D., Harrod, C., & Méndez, M. A. (2013). Phylogenetic and phylogeographic analysis of the genus Orestias (Teleostei: Cyprinodontidae) in the southern Chilean Altiplano: the relevance of ancient and recent divergence processes in speciation. Journal of Fish Biology, 82(3), 927-943.

Villagran, C. (1990). Glacial climates and their effects on the history of the vegetation of Chile: a synthesis based on palynological evidence from Isla de Chiloé. Review of Palaeobotany and Palynology, 65(1-4), 17-24.

Villagrán, C. (2001). A model for the history of vegetation of the Coastal Range of central- southern Chile: Darwin's glacial hypothesis. Revista Chilena de Historia Natural, 74(4), 793-803.

Viruel, J., Catalán, P., & Segarra‐Moragues, J. G. (2012). Disrupted phylogeographical microsatellite and chloroplast DNA patterns indicate a vicariance rather than long‐ distance dispersal origin for the disjunct distribution of the Chilean endemic Dioscorea biloba (Dioscoreaceae) around the Atacama Desert. Journal of Biogeography, 39(6), 1073-1085.

Wang, I. J., Glor, R. E., & Losos, J. B. (2013). Quantifying the roles of ecology and geography in spatial genetic divergence. Ecology letters, 16(2), 175-182.

Ward, D. (2016). The biology of deserts. Oxford University Press.

Whitman, D. (2009). Phenotypic plasticity of insects: mechanisms and consequences. CRC Press.),

Wild, A. L., & Maddison, D. R. (2008). Evaluating nuclear protein-coding genes for phylogenetic utility in beetles. Molecular phylogenetics and evolution, 48(3), 877-891.

Zachos, J., Pagani, M., Sloan, L., Thomas, E., & Billups, K. (2001). Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present. science, 292(5517), 686-693.

Zúñiga-Reinoso, Á., & Méndez, M. A. (2018). Hidden and cryptic species reflect parallel and correlated evolution in the phylogeny of the genus Callyntra (Coleoptera: Tenebrionidae) of Central Chile. Molecular phylogenetics and evolution, 127, 405-415.

Zúñiga-Reinoso, Á., Pinto, P., & Predel, R. (2019). A new species of gyriosomus guérinmeneville (Coleoptera: Tenebrionidae) from the chilean atacama desert. In Annales

Zoologici (Vol. 69, No. 1, pp. 105-112). Museum and Institute of Zoology, Polish Academy of Sciences.

Zúñiga-Reinoso, A., & Predel, R. (2019). Past climatic changes and their effects on the phylogenetic pattern of the Gondwanan relict Maindronia (Insecta: Zygentoma) in the Chilean Atacama Desert. Global and Planetary Change, 103007.

Material suplementario

Muestreo

S1: Rango de distribución latitudinal para las especies nominales descritas inferidos de datos de muestreo de bibliografía y para morfologías indeterminadas según datos de muestreo (barra gris), puntos de muestreo por especie (puntos negros) y mapa de distribución de localidades de muestreo.

Análisis filogenético

S2: Arboles de consenso para cada gen; A: CAD, B: Wg, C: 16S, y D: COI. El color de los linajes indica al grupo que pertenecen; naranjo: grupo norte, azul: grupo sur. Los nodos con valor de p posteriori mayor a 0.90 se representan con un círculo negro.

Tiempos de divergencia

S3: Elección de modelo de reloj molecular con Tracer

Trace AICM S.E. Reloj estricto Reloj relajado Reloj relajado Reloj exponencial lognormal random Reloj estricto 9466.919 +/- 0.067 - -1.643 6.243 1345167.796

Reloj relajado 9465.276 +/- 0.091 1.643 - 7.887 1345169.44 exponencial Reloj relajado 9473.163 +/- 0.09 -6.243 -7.887 - 1345161.553 lognormal 1354634.716 +/- - -1345169.44 -1345161.553 - Reloj random 246430.856 1345167.796