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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


La genética y migración del tiburón martillo