La gen茅tica poblacional y los ritmos de migraci贸n del tibur贸n martillo, Sphyrna lewini
Holly Nance1, Peter B. Marko1 y A. Peter Klimley2 1La
Universidad de Clemson, Clemson, SC, USA 2La Universidad de California, Davis, CA, USA
Las migraciones de lugares lejanos
tortuga marina
la ballena gris
el atĂşn
Las migraciones de la cornuda, Sphyrna lewini • 1 de 8 especies de tiburón martillo • Llega a la madurez tarde; 15 años (212 - 250 cm LT) para las hembras, 10 años (163 - 198 cm LT) para los machos • Vivípara placentaria, se reproduce cada año con un periodo de gestación de 10 12 meses • 32-38 embriones
Los movimientos globales de S. lewini
• La estructura alta en ADNmt entre los océanos (Φst = 0.598, p < 0.0098) Nm = 0.168 Duncan et al, 2006
Los movimientos costeros de S. lewini •la abundancia estacional cerca de los campos pesqueros •S. lewini hace migraciones de lugares lejanos que resultan en el intercambio demográfico y ¿exhibe filopatria?
dic - feb mayo - jun
mar
La genética para inferir las migraciones • Los datos de marcas dan una descripción instantánea de los movimientos de un tiburón
Image: www.griffeth.edu.au
•Los datos genéticos describen los movimientos con reproducción exitosa
La genética para inferir las migraciones La estructura genética – la variación en las frecuencias de los alelos entre las poblaciones; puede indicar la existencia de flujo genético Los microsatélites – los genes con ritmos de mutación muy rápidos; son muy popular en los estudios de genética poblacional La conectividad – el nivel de flujo genético, o como las poblaciones se conectan por la migración genética y demográfica
La conectividad genética y demográfica • La conctividad genética – el nivel de flujo genético que puede homogeneizar las poblaciones durante mil generaciones, en una escala evolutiva • La conectividad demográfica – el nivel de flujo genético durante una generación, en una escala ecológica
Los datos de los microsatelites La prueba de Hardy-Weinberg de la asociaci贸n no fortuito de los alelos dentro los individuos para cada poblaci贸n
Mazatl谩n Gene
Hobs
Hcal
Panam谩
p-val
Hobs
Hcal
Ecuador p-val
Hobs
Hcal
p-val
1
1.00
0.95
0.58
0.89
0.94
0.22
0.93
0.97
0.48
2
0.86
0.85
0.66
0.74
0.79
0.35
0.93
0.82
0.32
3
0.86
0.98
0.04
0.89
0.97
0.00
0.83
0.95
0.17
4
0.89
0.94
0.18
0.83
0.92
0.01
0.83
0.94
0.37
5
0.81
0.65
0.32
0.69
0.70
0.94
0.68
0.69
0.07
6
0.90
0.88
0.76
1.00
0.90
0.50
0.91
0.91
0.50
7
0.74
0.87
0.52
0.89
0.85
0.47
0.87
0.85
0.71
8
0.82
0.79
0.27
0.79
0.82
0.11
0.70
0.77
0.61
9
0.61
0.73
0.44
0.76
0.79
0.12
0.70
0.76
0.21
Los alelos 煤nicos y compartidos por poblaci贸n (9 genes) Mazatlan
Panama panama
mazatlan
17%
19%
23
26
114
113 81%
83%
ecuador
Ecuador 15%
19 108 85%
La estructura genĂŠtica FST AMOVA entre todas las poblaciones FIS = -0.00229, p = 0.65 FST = 0.00048, p = 1.00 FIT = -0.00180, p = 0.15
RST AMOVA entre todas las poblaciones FIS = 0.05744, p = 0.21 FST = -0.00786, p = 0.99 FIT = 0.05003, p = 0.23
La estructura entre las parejas de poblaciones Mazatlรกn Mazatlรกn
Panamรก
Ecuador
Panamรก
Ecuador
----
0.00060 -0.00607
FST en blanco ----
-0.00020
0.00088
-0.01315
-0.00146
*nada significantivo al nivel 0.05
RST en amarillo
----
Los problemas potenciales con las inferencias FST = 1 / (4Nm + 1) Nm = 521
FST = 0.00048, p = 1.00 From Palumbi (2003)
• Las diferencias muy pequeñas en FST pueden causar grandes diferencias en Nm, es muy difícil estimar FST cuando FST es pequeño
El método de la coalescencia (MIGRATE) Nm2>1
Θ1
Nm1>2 Nm3>1
Nm1>3
Nm3>2
Θ3 •
Θ2
Nm2>3
MIGRATE – dos cadenas independientes de 50,000 pasos, con un ‘burn-in’ de 10,000 pasos, cuatro cadenas paralelas con la calefacción, θ y M (el ritmo de migración) fijo a las medidas de un análisis previo
Los resultados de MIGRATE las estimaciones de Nm son del parámetro ‘M’ de MIGRATE
Mazatlán Θ = 0.100
0.31
1.82
Panamá
1.67
Θ = 0.099
1.67 2.06
Ecuador Θ = 0.100
2.06
Los resultados de MIGRATE ฮธ Mazatlรกn Panamรก Ecuador
95% IC 0.098 - 0.100 0.097 - 0.100 0.098 - 0.100
Nm PAN -> MX ECU -> MX MX -> PAN ECU -> PAN MX -> ECU PAN ->ECU
0.18 - 0.44 1.16 - 1.93 1.03 - 1.93 1.03 - 1.93 1.40 - 2.18 1.40 - 2.18
Las conclusiones • La diversidad genética es alta dentro de las poblaciones de S. lewini en el Pacífico Oriental • El ritmo de migración entre estas poblaciones tal vez es suficiente alto para homogenizar entre la escala de tiempo evolutivo • Los ritmos de migración no son suficientemente altos para la conexión demográfica
El trabajo futuro • Necesito añadir más genes microsatelites a mi análisis • Necesito determinar si S. lewini es filopatrica, y si este tiburón utiliza los mismos lugares en la costa cada año para el nacimiento • Necesitamos saber el tamaño de las poblaciones en esta región • Necesitamos comprender el significado de los datos para que podemos diseñar e implementar el plan más efectivo para proteger S. lewini
¡Muchas gracias! • • • • • • • • • • •
Mis profesores de Clemson : Amy Lawton-Rauh, Margaret Ptacek, David Tonkyn CICIMAR: Felipe Galván, Mauricio Hoyos, Yassir Torres Iemanya Oceanica: Salvador Jorgensen, Paul Ahuja, Ofelia Escobar Costa Rica: PRETOMA, Ilena Zanella, David Rojas Ecuador: Jimmy Martínez, SRP Panamá: Angel Vega, Justin McAlister, Ross Robertson Los miembros del lab: Sandy Emme, Tammy McGovern, Nicole Cox, Chris Shields, Felicia Hawthorn, Shala Hankison CUGI: Chris Saski, Jeanice Troutman, Katie Brown, Rebecca Ackerman Univ. Hawaii: Toby Daly-Engle Los fondos: Las becas de NSF de PBM, UNC Smith Graduate Research Grant Con mi español: Linda Mota, Jorge Ramírez
Sony Torres
Luis Mejia Miguel Angel Vanessa Alatorre DenĂ RamĂrez Leonardo Castillo Mariuxy Garcia Andrea Polanco Chuy, Coochie
Gracias!
What is the evolutionary and ecological significance of these movements?
Time since divergence and migration rates
Suggests no gene flow across ocean basins
Duncan et al, 2006
Locus by locus AMOVA Locus
Fis
p-value
Fst
p-value
Fit
p-value
0
0.005
0.30
-0.004
1.00
0.001
0.55
1
-0.014
0.66
0.015
0.29
0.001
0.74
2
0.110
0.00
0.003
1.00
0.112
0.00
3
0.085
0.01
-0.006
1.00
0.080
0.01
4
-0.079
0.89
0.002
0.71
-0.077
0.90
5
-0.052
0.90
0.009
0.43
-0.043
0.94
6
0.027
0.32
-0.007
1.00
0.020
0.36
7
0.016
0.42
-0.007
1.00
0.009
0.47
8
0.098
0.06
-0.014
1.00
0.086
0.08
Average F-statistics over all loci:
Locus by locus AMOVA Locus 1 2 3 4 5 6 7 8 9
FST -0.004 0.015 0.003 -0.006 0.002 0.009 -0.007 -0.007 -0.014
p-value 1.00 0.29 1.00 1.00 0.71 0.43 1.00 1.00 1.00