Estudio integral del rol de la selección en el proceso de especiación de los capuchinos del sur del género Sporophila

• Autores: Estalles, María Cecilia
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Lijtmaer, Darío Alejandro
• Materia: SPOROPHILA; CAPUCHINOS DEL SUR; RADIACION ADAPTATIVA; ESPECIACION; SELECCION SEXUAL; FLUJO GENICO; GENOMAS COMPLETOS; GWAS; PATRONES DE COLORACION; VOCALIZACIONES; DESPLAZAMIENTO DE CARACTERES; CONVERGENCIA DE CARACTERES; SPOROPHILA; SOUTHERN CAPUCHINOS; ADAPTIVE RADIATION; SPECIATION; SEXUAL SELECTION; SEXUAL SELECTION GENE FLOW; WHOLE GENOMES; GWAS; COLORATION PATTERNS; VOCALIZATIONS; CHARACTER DISPLACEMENT; CHARACTER CONVERGENCE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El modelo de especiación alopátrica ha sido históricamente el principal para explicar la diversificación biológica. Sin embargo, la genómica ha revelado que la especiación con flujo génico es mucho más frecuente de lo que se suponía, tomando así nueva relevancia el rol de la selección (natural y sexual) en el proceso. Con el objetivo de analizar el rol de la selección durante su diversificación, en esta tesis se estudiaron los capuchinos del sur del género Sporophila, una radiación continental reciente de 10 especies de aves que se reproducen en los pastizales sudamericanos con un alto grado de simpatría, y que difieren en su coloración y vocalizaciones, pero genómicamente solo se diferencian en pocas regiones asociadas (generalmente) con la melanogénesis. Se seleccionaron cuatro especies: S. hypoxantha, S. ruficollis, S. palustris (tres especies cuya coloración sólo difiere en el parche de la garganta) y S.iberaensis (una especie recientemente descripta, simpátrica con las tres primeras). Se desarrollaron contrastes de genomas completos entre las especies, asociaciones fenotipo-genotipo (GWAS) y análisis de vocalizaciones en distintos escenarios de simpatría y alopatría. Entre los resultados más destacables se encontró: a) que las especies que solo difieren en el color de su garganta son las que tienen menor divergencia genómica dentro del grupo de los capuchinos, b) que las diferencias ocurren principalmente en las regiones regulatorias de los genes de la melanogénesis, c) que si bien cada región del genoma puede asociarse con varios parches de plumaje, la coloración de cada parche depende de una combinación única de genes y d) que existen diferencias vocales entre y dentro de cada especie que serían consecuencia de procesos de desplazamiento y/o convergencia de variables del canto en distintos escenarios de simpatría y alopatría local. Estos resultados permiten comprender varios aspectos de esta radiación adaptativa explosiva, el rol de la selección sexual y los mecanismos moleculares y comportamentales subyacentes.
Historically, the allopatric speciation mechanism has been the main model to explain biological diversification processes. However, genomic data revealed that speciation with gene flow is much more frequent than previously thought, giving new relevance to the role of selection (natural and sexual) during these processes. To analyze the role of selection during diversification, in this thesis I studied the southern capuchinos of the genus Sporophila, a recent continental radiation of 10 bird species that breed in South American grasslands with a high degree of sympatry. These species differ in their coloration and vocalizations, but genetically only vary in few regions associated (generally) with melanogenesis. Four species were selected: S. hypoxantha, S. ruficollis, S. palustris (three species which coloration only differs in the throat patch) and S. iberaensis (a recently described species, sympatric with the other three). I performed genome-wide contrasts between species, genotype-phenotype associations (GWAS), and vocalization analyses under different scenarios of sympatry and allopatry. Among the most remarkable results, I found: a) that the species that only differ in their throat coloration are the most similar genetically within the capuchinos, b) that the genomic differences occur mostly in regulatory regions of melanogenesis genes, c) that although each region of the genome can be associated with several plumage patches, the coloration of each patch depends on a unique combination of genes and d) that there are vocal differences (between and within each species) that might be consequence of displacement and/or convergence processes of song variables in different scenarios of local sympatry and allopatry. These results shed light to several aspects of this explosive adaptive radiation, the role of sexual selection and the underlying molecular and behavioral mechanisms.
Fil: Estalles, María Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.