Genómica poblacional del cardenal amarillo y la diuca: implicancias evolutivas y para su conservación

• Autores: Lavinia, Pablo D; Canio, Elvira; Arantes, Larissa S; Casale, Agustin I; Bergjurgen, Nicole; Mazzoni, Camila; Mahler, Bettina; Lijtmaer, Dario A; Tubaro, Pablo L; Tiedemann, Ralph; Domínguez, Marisol
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ciencias Exactas y Naturales; especiación; espinal; monte; hibridación; radseq; Ciencias Exactas y Naturales
• Institución: Universidad Nacional de Río Negro

Fil: Lavinia, Pablo D. Universidad Nacional de Río Negro, Laboratorio de Investigación y Conservación de la Biodiversidad (UNRN–InCoBIO), Sede Atlántica, Viedma, Río Negro, Argentina
Fil: Canio Elvira. Universidad Nacional de Río Negro, Laboratorio de Investigación y Conservación de la Biodiversidad (UNRN–InCoBIO), Sede Atlántica, Viedma, Río Negro, Argentina
Fil: Arantes Larissa S. BERLIN CENTER FOR GENOMICS IN BIODIVERSITY RESEARCH, Alemania
Fil: Casale Agustin I. Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia", CABA, Argentina
Fil: Bergjurgen Nicole. BERLIN CENTER FOR GENOMICS IN BIODIVERSITY RESEARCH, Alemania.
Fil: Mazzoni Camila. BERLIN CENTER FOR GENOMICS IN BIODIVERSITY RESEARCH, Alemania.
Fil: Mahler Bettina. IEGEBA, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, CABA, Argentina
Fil: Lijtmaer Dario A. Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia", CABA, Argentina
Fil: Tubaro Pablo L. Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia", CABA, Argentina
Fil: Tiedemann Ralph. Universidad de Potsdam, Alemania
Fil: Domínguez Marisol. Universidad de Potsdam, Alemania
El cardenal amarillo (Gubernatrix cristata) y la diuca (Diuca diuca) son especies de aves hermanas y endémicas del sur de Sudamérica, que coexisten en ambientes áridos y semiáridos de las ecoregiones de Monte y Espinal. El cardenal amarillo está actualmente en peligro de extinción principalmente por su captura para el mercado ilegal de aves de jaula y la transformación del ambiente. A su vez, se sabe que estas especies hibridan en la naturaleza, pero se desconoce aún qué tan común es este fenómeno, si la introgresión (incorporación del material genético de una especie a otra a través de la retrocruza) es posible, y cuál sería su impacto en caso de existir. En este trabajo utilizamos información genómica nuclear (RADseq) y datos genéticos (ADN mitocondrial) para estudiar la estructuración poblacional de ambas especies, delimitar unidades de manejo, determinar el origen de individuos decomisados y explorar el nivel de hibridación e introgresión entre el cardenal y la diuca. El muestreo consistió de 63 ejemplares de diuca (54 silvestres y 9 confiscados), 132 de cardenal amarillo (84 salvajes y 48 confiscados) y 3 individuos identificados como potenciales híbridos en base a su fenotipo. En cuanto a la diuca, nuestros resultados evidenciaron la existencia de dos linajes mitocondriales con una divergencia promedio de 3,6%, indicando una separación de aproximadamente dos millones de años. El linaje “Oeste”, que se corresponde mayormente con la subespecie nominal D. d. diuca, nucleó individuos de la región andina y precordillerana del oeste de Río Negro y Chubut, mientras que el linaje “Este”, que correspondería a la subespecie D. d. minor, agrupó ejemplares de ambientes áridos de Mendoza, San Luis y centro y este de Río Negro y sur de Buenos Aires. Los análisis genómicos recuperaron los mismos dos grupos sin señales claras de flujo génico entre ambos. Estos resultados sugieren que, a diferencia de otras especies con linajes patagónicos surgidos in situ, los linajes de la Diuca habrían divergido previamente y colonizado la Patagonia desde el norte a través de dos rutas diferentes y sin reanudar el flujo génico: el linaje “Oeste” habría descendido por los Andes, mientras que el “Este” habría seguido la diagonal árida (Monte-Espinal-Estepa). En el caso del cardenal amarillo, nuestros resultados sugieren la existencia de tres grupos genómicos, los cuales denominamos unidades de manejo (UM): la UM1 compuesta por cardenales de Corrientes y Uruguay, la UM2 compuesta por ejemplares de Mendoza y San Luis, y la UM3 que nucleó a individuos de La Pampa, Río Negro y sur de Buenos Aires. La UM1 es la más diferenciada y la de menor diversidad genómica, mientras que las otras dos se encuentran mucho más conectadas, con una alta tasa de migración desde la UM3 hacia la UM2. Este quiebre filogegráfico este-oeste entre la UM1 y las UM2 y UM3 podría estar relacionado tanto con el efecto de los ríos Paraná-Paraguay como barrera física para el desplazamiento, como con la existencia de una barrera ecológica asociada a los cambios ambientales entre las ecoregiones en las que se encuentran las poblaciones. En cuanto a la hibridación, nuestros resultados indican que la misma ocurre a pesar de que ambas especies se separaron hace aproximadamente 4 millones de años, y que difieren en su morfología y atributos biológicos y ecológicos. No obstante, y a pesar de la confirmación genética de la existencia de híbridos, este fenómeno no sería tan frecuente como se creía, ya que no se encontraron señales claras de flujo génico en las especies parentales. Los híbridos evidenciaron el linaje mitocondrial del cardenal amarillo, apoyando la hipótesis de que son las hembras de cardenal amarillo las que se reproducen con machos de diuca (o machos híbridos F1 en el caso de la retrocruza) debido a una reducción en la disponibilidad de machos conespecíficos como consecuencia de la presión de caza ilegal. La hibridación también podría ser impulsada por la similitud en el canto de ambas especies. Dos de los híbridos, fueron confirmados como híbridos de primera generación (F1), mientras que el restante es una retrocruza con cardenal amarillo. Esto último implica que los híbridos son fértiles y que la introgresión es posible, lo que genera inquietudes respecto al potencial impacto sobre ambas especies, pero especialmente sobre la conservación del cardenal amarillo. Si bien la introgresión adaptativa puede generar nuevas variantes y combinaciones genotípicas y fenotípicas que tengan un mayor éxito reproductivo bajo ciertas condiciones ambientales, también puede tener consecuencias negativas, especialmente en especies amenazadas, al reducir el tamaño efectivo poblacional y comprometer la integridad genómica. Por último, el 100% de las diucas decomisadas fueron asignadas al linaje “Este”, mientras que el 85% de los cardenales confiscados provenían de la UM3. Esto sugiere no sólo que la presión de caza sobre el cardenal es mucho mayor en la Patagonia noreste que en otras regiones, sino también que ésta podría estar afectando de manera colateral a la diuca debido a su estrecha relación en la región de simpatría. Futuros estudios deberían concentrarse en aumentar el muestreo en regiones de simpatría, a fin de evaluar más exhaustivamente la frecuencia y el alcance de la hibridación y la introgresión, y utilizar experimentos comportamentales para investigar cómo responden los cardenales y las diucas a los cantos interespecíficos.