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Programa Fondecyt Informe Final Etapa 2011 Comisión

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Programa Fondecyt Informe Final Etapa 2011 Comisión PROGRAMA FONDECYT INFORME FINAL ETAPA 2011 COMISIÓN NACIONAL DE INVESTIGACION CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA VERSION OFICIAL Nº 2 FECHA: 28/06/2013 Nº PROYECTO : 3100139 DURACIÓN : 2 años AÑO ETAPA : 2011 TÍTULO PROYECTO : GENETIC DIVERSITY AND SMALL SCALE POPULATION STRUCTURE OF ABATUS AGASSIZII (MORTENSEN, 1910), A BROODING ANTARCTIC ECHINOID FROM BAHIA FILDES, KING GEORGES ISLAND, SOUTH SHETLAND. DISCIPLINA PRINCIPAL : GENETICA Y EVOLUCION GRUPO DE ESTUDIO : BIOLOGIA 1 INVESTIGADOR(A) RESPONSABLE : KARIN FRANÇOISE GERARD CIUDAD : Santiago REGIÓN : METROPOLITANA FONDO NACIONAL DE DESARROLLO CIENTIFICO Y TECNOLOGICO (FONDECYT) Moneda 1375, Santiago de Chile - casilla 297-V, Santiago 21 Telefono: 2435 4350 FAX 2365 4435 Email: [email protected] INFORME FINAL PROYECTO FONDECYT POSTDOCTORADO OBJETIVOS Cumplimiento de los Objetivos planteados en la etapa final, o pendientes de cumplir. Recuerde que en esta sección debe referirse a objetivos desarrollados, NO listar actividades desarrolladas. Nº OBJETIVOS CUMPLIMIENTO FUNDAMENTO 1 Delimitación geográfica de la población y TOTAL Al principio del proyecto, se conocía un solo sitio obtención de muestras de Abatus agassizii en de con Abatus agassizii se en la Caleta Ardley Bahía Fildes (Bahía Fildes). En la campaña de terreno 2010 en Antártica, buscamos erizos en la Caleta Ardley y frente al glaciar Collins. En 2011, la búsqueda cubro el resto de la Bahía Fildes: la caleta de la Base China, la zona de la base Coreana y la costa Suroeste de la Bahía Fildes. Tuvimos la oportunidad de buscar en la Bahía Almirantazgo y cerca de la Isla Ross (Sur del Paso Antártico). De eso, resulto un mapa de presencia/Ausencia de A. agassizii (ver resultados parte 1). En el proyecto plantemos colectar 30 individuos en 10 sitios. El muestreo se cumplió con 365 individuos colectados en 10 sitios (incluyendo 1 sitio con 5 erizos, uno con 65 y 8 con 33-45). 2 Extracción de ADN genómico, amplificación y TOTAL Extrajimos el ADN de 365 individuos de 10 sitios genotipaje de microsatélites para los cuales 9 loci microsatélites fueron amplificados y genotipificados. 3 Análisis genéticas TOTAL cf. resultados 4 Presentación en congresos nacionales TOTAL Una presentación oral en congreso nacional en (2010-2011) 2010, 1 presentación oral a congreso internacional en 2011. Programadas en 2011: 2 comunicaciones a congresos nacionales, 1 presentación congreso internacional. 5 Publicaciones PARCIAL Se publico un artículo en el Boletín Antártico del INACH n° 29 pp 21-23: Abatus agassizii, el inquietante erizo antártico escondido. Maturana C. & Gerard K. Dos artículos científicos están en preparación al día de hoy. Otro(s) aspecto(s) que Ud. considere importante(s) en la evaluación del cumplimiento de objetivos planteados en la propuesta original o en las modificaciones autorizadas por los Consejos. Con el fin de entender el origen y evolución de las faunas marinas Antárcticas y Magallánicas, es necesario considerar las capacidades de dispersión las que se encuentran estrechamente relacionadas con el modo de desarrollo. Los invertebrados marinos bentónicos de la Antártica se caracterizan por una alta proporción de especies incubantes (Poulin and Féral 1996). La incubación corresponde a la retención de huevos por la hembra, limitando la dispersión de las crías. El género de erizo Abatus es endémico de las regiones antárticas y subantártica e incluye 11 especies nominales, las cuales son todas incubantes. En estas especies, el desarrollo directo (sin fase larval), junto con la baja dispersión de gametos masculinos y la limitada movilidad de los adultos, deberían limitar drásticamente la conexión entre parches de individuos y por ende el flujo de genes entre y dentro de las poblaciones. En A. cordatus, una especie endémica del archipiélago de Kerguelén, se observo una diferenciación genética entre poblaciones alejadas por algunos kilómetros usando el polimorfismo de alozimos (Poulin and Feral 1994) y entre grupos de individuos alejados de 10 m usando marcadores microsatelites (Ledoux, Tarnowska et al. 2011). En el marco de un proyecto científico INACH, se descubrió una población de A. agassizii localizada en la Bahía Fildes, isla Rey Jorge, Shetlands del Sur (Palma, Poulin et al. 2007). Esta población se encuentra entre 1.5 y 12 metros de profundidad en la Península Ardley. La primera caracterización de esta población indicó que se extiende en una zona más amplia. OBJECTIVO 1: Cartografía de la extensión geográfica de la población de A. agassizii en Bahía Fildes (y Bahía Almirantazgo) En este estudio, investigamos los límites geográficos de la población de A. agassizii a lo largo de la Bahía Fildes (Isla Rey Jorge). Durante dos campanas de terreno de un mes (Anexo 2 & 3: informes de terreno INACH), investigamos la costa de la bahía en la mayoridad de las zonas supuestamente apropiadas para la presencia de A. agassizii. Esta especie se encuentra en zonas protegidas de las olas y corrientes, donde la pendiente es suave o nula, y el sedimento no es reducido pero fino a medio grueso y donde la profundidad no excede 15 m. Empezamos a explorar por medio de buceo autónomo en la Caleta Ardley desde el punto conocido (Ardley 1) y luego en lugares más lejanos de la parte oeste de Fildes hasta la cercanía de la base Coreana al este (Figura 1). Dentro de los sitios visitados, encontramos 10 sitios de muestreo de A. agassizii (Figura 1). Esos sitios son parches de individuos agregados en alta densidad y a veces a muy baja profundidad (Tabla 1). Son alejados por 1 a 6 kilómetros y son separados por zonas inadecuadas para Abatus (profundas, expuestas, con mucha pendiente). Sin embargo, existen dos zonas con varios sitios de muestreo distanciados de 500 m: 1) en la costa norte de la Península Ardley (Ardley 1, Ardley 2 y Ardley 3); 2) cerca la base China (NorteChina, China, SurChina). En muy probable que haya parches continuos de A. agassizii en esas dos zonas (Figura 1). Buceamos en varias zonas arenosas protegidas sin influencia de hielo con condiciones ambientales aparentemente adecuadas a la presencia de A. agassizii, sin encontrar ninguno. Eso fue el caso en la Bahía Almirantazgo, o alrededor del istmo de la Península Ardley y frente a la base Escudero. En la zona costal al oeste del sitio Orilla Norte hasta la bahía de la base Uruguaya, observamos un fondo con arena gruesa, sin sedimento fino, con muchas rocas y algas grandes pero sobretodo encontramos muy pocas especies bentónicas típicas como Nacella, Sterechinus, Odontaster. En esta zona, encontramos A. agassizii con mucha dificultades y varios buceos y finalmente en el único sitio frente a los Estanques rusos (cf. Anexo 1. Registros de las salidas de buceo). Figura 1 : Mapa de distribución de A. agassizii en la Península Antárctica (síntesis de datos de buceo obtenidos por varios programas del laboratorio) y las Shetlands del Sur (presente proyecto). A : Bahía Almirantazgo (Isla Rey Jorge) ; B: sitios de muestreo de Abatus agassizii en la Bahía Fildes (Isla Rey Jorge) Tabla 1: Muestreo de A. agassizii en Bahía Fildes: Nombre del sitio, Datos GPS, Abundancia, Numero de individuos, Fecha y Profundidad. Sitio Latitude S Longitude O Abundancia N Fecha Prof. (m) Estanques Rusos 62°11'48,66" 58°55'47,32" + 5 Feb-2010 8-14 Orilla Norte 62°11'59,17" 58°56'43,62" +++ 39 Feb-2010 5 Ardley 3 (oeste faro) 62°12'28,01" 58°56'03,08" +++ 42 Feb-2010 8 Ardley 1 (faro) 62°12'30,31" 58°55'34,78" +++ 62 Feb-2010 6-8 Ardley 2 est faro 62°12'35,46" 58°54'53,14" ++ 33 Feb-2010 8 Ardley 4 (sur) 62°12'57,53" 58°56'30,62" ++ 33 Feb-2010 8 Isla Catedral 62°13'09,05" 58°56'52,65" ++ 3 Ene-2011 6 Norte China 62°12'50,58" 58°57'43,34" +++ 39 Ene-2011 2 China 62°13'07,64" 58°57'28,30" +++ 41 Ene-2011 2,5 Sur China 62°13'25,79" 58°57'01,04" + 33 Ene-2011 10 A la diferencia de las otras especies antárticas del genero Abatus cuales ocupan fondos de 20 m, A. agassizii ocupa zonas de muy poca profundidad (min. 2 m) como las especies subantárticas A. cavernosus (Patagonia) y A. cordatus (Kerguelen) (Poulin and Féral 1995; Gil, Zaixo et al. 2009). Esta especie también tiene la particularidad de tener una distribución muy limitada en el continente Antártico donde su presencia ha sido reportada una sola vez en el mar de Weddell en la Expedición Antarktis IX del "Polar Stern" (OBIS). Esta especie ha sido también reportada en la Georgia del Sur y en las Shetlands del Sur. Sin embargo, al día de hoy las únicas muestras disponibles vienen de la parte poniente de la Bahía Fildes. Estos resultados sobre la distribución de A. agassizii han sido incluidos en un artículo sometido a la Revista Chilena de Historia Natural para un número especial Antártico (cf. productos). OBJECTIVO 2: Diversidad y estructuración genética de A. agassizii en Bahía Fildes En esta parte, analizamos y comparamos la diversidad genética de 365 individuos usando 9 marcadores microsatélites entre 10 sitios de muestreo y relacionamos la existencia de una estructura genética con la escala geográfica (desde 500 m hasta 5.7 km). Características de los 9 loci microsatélites Entre los 9 loci microsatélites disponibles, 8 aparecieron polimórficos y 6 fueron utilizados para los análisis genéticas. El polimorfismo del locus 51 apareció fijado por el alelo 117 en todos los individuos. El locus 26t, aunque tenga un número de alelos bajo (5), dio perfiles de genotipificación difíciles de interpretar dado que una proporción alta de individuos presentaban más de dos alelos. El locus 48 presentaba muchos alelos cuales perfiles, tampoco se pudieron interpretar sin ambigüedades. Entre los demás loci (2t, 18t, 20t, 22t, 41, 44), el rango de numero de alelos se extiende entre 5 (locus 20t) y 44 (locus 41).
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