Doctotado en Ciencias Mención Conservación y Manejo de Recursos Naturales.
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- ÍtemSPATIAL AND TROPHIC INTERACTIONS BETWEEN KRILL, EUPHAUSIA SUPERBA, AND MACKEREL ICEFISH, CHAMPSOCEPHALUS GUNNARI, IN ADÉLIE PENGUIN, PYGOSCELIS ADELIAE, FEEDING AREAS IN THE SOUTH ORKNEY ISLANDS(UNIVERSIDAD DE LOS LAGOS, 2022) Canseco Rodríguez, José AntonioLas aguas del continente Antártico han sido ampliamente explotadas siguiendo diferentes aproximaciones al manejo de sus recursos, siguiendo las medidas de la CCRVMA, que ha transitado desde un manejo mono-específico a un manejo ecosistémico. Este enfoque ecosistémico requiere incrementar nuestro conocimiento acerca de la abundancia, la distribución, las interacciones tróficas y las relaciones espaciales entre distintas especies de depredadores y presas. Draco rayado, Champsocephalus gunnari es una de las especies más abundantes de peces en aguas antárticas y, particularmente, en las Islas Orcadas del Sur. Krill Euphausia superba, por su parte, es considerado una de las principales presas de draco rayado, con quien presenta niveles importantes de solapamiento espacial, tanto en estas islas, como en otras áreas del Océano Austral. La presente tesis doctoral buscó incrementar nuestro conocimiento sobre las interacciones tróficas y espaciales entre ambas especies incluyendo i) determinar la abundancia y distribución reciente de krill y draco rayado, ii) cuantificar la contribución de krill en la dieta de draco rayado y precisar cómo afecta la distribución espacial de draco rayado y iii) estimar el impacto del consumo de krill por draco rayado en áreas de alimentación del pingüino de Adelia Pygoscelis adeliae durante su época reproductiva. Para estimar la abundancia y distribución de estas especies, se pos-procesó la información hidroacústica multi-frecuencia diseño-basada proveniente de campañas científicas realizadas en 2017 y 2019, en las Islas Orcadas del Sur, e información hidroacústica sin diseño colectada durante operaciones comerciales de pesca para los mismos años y la misma área. Se probaron y evaluaron modelos geoestadisticos Bayesianos teniendo en cuenta la autocorrelación espacial y temporal de los datos. Para determinar la dieta de draco rayado, se realizó un análisis de contenido estomacal a 284 individuos de draco rayado y se analizaron, mediante isótopos estables, 576 muestras de tejido muscular de draco rayado y de sus principales presas, cuantificando la contribución proporcional de cada presa a la formación del tejido muscular del depredador aplicando modelos Bayesianos de mezcla. Para analizar la estrategia de forrajeo utilizada por draco rayado considerando modelos 23 geoestadísticos bayesianos alternativos y considerando el modelo de distribución libre ideal (IFD) y su posterior generalización para ajustar los datos de presencia-ausencia y densidad de cada especie. Por último, se estimó el consumo de krill por draco rayado utilizando las ecuaciones propuestas por Temming and Hermann (2009) bajo 3 escenarios de biomasa: 7 000 (Bt), 70 000 (B50%) y 140 000 (B0) t. En 2017, se estimó una abundancia de krill de 60 232 m² (42% CV) utilizando datos diseño basados. Las estimaciones utilizando datos sin diseño, fueron 50% mayores (RAI: 94 421 m²; 14% CV). En 2019, las estimaciones diseño-basadas fueron 113 654 m² (33% CV) siendo las obtenidas utilizando datos sin diseño un 25% mayores (RAI: 509 413 m²; 6% CV). La contribución estimada de krill a la dieta de draco rayado fue mayor a 94% tanto por análisis de contenido estomacal, como por isótopos estables concluyendo que draco rayado es un hiper-especialista ya que prácticamente solo consume krill. El consumo estacional medio de krill por parte de draco rayado en el área de alimentación del pingüino de Adelia fue de 154 g ind-1 (IC95%: 30-317 g ind-1) que bajo los escenarios de B0, B50% y Bt, correspondería a 65 000, 32 500 y 3 000 t de biomasa de krill. Los resultados de la presente tesis permiten concluir que draco rayado es un hiper-especialista dada su gran dependencia de krill lo que conlleva a manejar ambas especies desde un enfoque conjunto ecosistémico junto con el resto de especies dependiente de krill.
- ÍtemDIVERSIDAD DE PATRONES MIGRATORIOS INTRAESPECÍFICOS EN POBLACIONES MARINAS DE LA PATAGONIA NOR -OCCIDENTAL: Merluccius australis (Hutton, 1872) COMO ESPECIE MODELO(UNIVERSIDAD DE LOS LAGOS, 2020) Toledo Contreras, Jessica PamelaLa migración parcial es una estrategia adaptativa observada en múltiples grupos taxonómicos. En este estudio se investigó la migración parcial y la diversidad de ciclos de vida en Merluccius australis en la Patagonia noroeste con el fin de analizar las siguientes hipótesis i) en Merluccius australis, el tamaño individual de los individuos pre-migrantes afecta su futura probabilidad de migrar, ii) la ecología trófica de Merluccius australis en la Patagonia nor-occidental depende de su área de crianza y de su patrón migratorio y iii) la diversidad de patrones migratorios que presenta Merluccius australis en la Patagonia nor-occidental está asociada a la existencia de diferencias genotípicas. Para identificar y caracterizar los distintos tipos de ciclos de vida de esta especie, se analizó la composición isotópica (δ13C y δ18O) y elemental (11B, 23Na, 24Mg, 55Mn, 86Sr y 138Ba) de otolitos de juveniles, subadultos y adultos, identificando áreas de crianza, hábitats utilizados y el comportamiento migratorio de adultos de múltiples cohortes (1990-2004). Con esta información: i) se estimó la influencia del tamaño temprano de M. australis sobre la migración, comparando las tallas retro-calculadas de reclutamiento demersal entre adultos representativos de distintos tipos de ciclo de vida, ii) se determinó el uso del hábitat de M. australis, la variabilidad ontogenética en la dieta, la posición trófica y la demanda de presas de los disitntos tipos de ciclo de vida de M. australis, utilizando el análisis de isótopos estables en tejido, y iii) se estimó la diversidad y divergencia genética de dos tipos de ciclos de vida, (individuos estuarino migrantes y estuarino-residentes) mediante el uso de trece loci microsatélites. Los resultados mostraron la existencia de migración parcial tanto en hábitats de crianza oceánicos como estuarinos, con una mayor frecuencia de comportamientos migratorios en peces de origen estuarino (59%) que en peces de origen oceánico (17%). Los peces de origen estuarino dominaron tanto en áreas de muestreo estuarinas como oceánicas, donde representaron el 92 y el 77% de los adultos muestreados, respectivamente. La talla estimada de reclutamiento demersal no mostró diferencias significativas entre peces residentes y migrantes de origen oceánico. Sin embargo, esta talla mostró una fuerte relación con el comportamiento migratorio en peces de origen estuarino. De esta manera, la probabilidad de migración aumentó de 5% a 95% en la medida que la talla estimada de reclutamiento demersal aumentó de 18.8 a 23.6 cm. Estos resultados soportan la hipótesis que indica que el tamaño de los individuos pre migrantes afecta su futura probabilidad de migrar. El análisis trófico de los cuatro tipos de ciclos de vida de M. australis mostró importantes diferencias en la manera en que estos usan los hábitats y redes tróficas estuarinas y oceánicas 18 a lo largo de su ontogenia. Particularmente asociado a su dieta y de la demanda trófica impuesta sobre cada hábitat. Se estimó que el ciclo de vida estuarino-migrante de M. australis sería el más abundante y habría sustentado la mayor parte de la explotación pesquera artesanal e industrial de la costa chilena tanto en aguas estuarinas como oceánicas, durante las últimas dos décadas. Dado que este mismo tipo de ciclo de vida dependería, en gran medida, de presas estuarinas como Macruronus magellanicus y Euphausiidae, es posible afirmar que toda la pesquería de M. australis tiene una fuerte dependencia trófica del Sistema de Fiordos Patagónicos. Sin perjuicio de lo anterior, las posiciones tróficas de juveniles y subadultos fueron similares en ambos hábitats, sugiriendo roles ecológicos similares de la especie en ambos hábitats. Estos resultados soportan la hipótesis de que la ecología trófica de M. australis depende de su área de crianza y de su patrón migratorio. El análisis de loci microsatélites en adultos, solo disponible para peces de origen estuarino, mostró un elevado polimorfismo (3-21). Sin embargo, no se observó evidencia de divergencia poblacional significativa entre individuos migrantes y residentes, para ninguno de los análisis realizados (FST = 0.015, RST = 0.069, ambos p > 0.05; K = 1). La reducida magnitud de estas diferencias sugiere que la conducta migratoria de M. australis no estaría asociada a los marcadores genéticos selectivamente neutrales usados en este estudio. Aunque, es posible que otras herramientas genéticas y/o genómicas pudieran dar cuenta de características fenotípicas adaptativas propias de cada tipo de ciclo de vida como el ADN mitocondrial o los marcadores de tipo SNPs, considerando evidencias encontrada en aves y en algunas especies de salmónidos. Estos resultados no permiten aceptar la hipótesis de la existencia de diferencias genotípicas entre los distintos contingentes de M. australis. Aunque muchas preguntas sobre el ciclo de vida de M. australis aún no están resueltas, los resultados obtenidos resaltan la necesidad de incorporar procesos subpoblacionales en los modelos de evaluación y manejo de esta población, la cual se encuentra en categoría de sobreexplotada. Ignorar las consecuencias tróficas de la migración parcial y la diversidad del ciclo de vida puede producir resultados altamente sesgados, tanto en términos de su demanda de presas como de sus patrones de uso de hábitat, lo que parece crítico para sustentar enfoques de manejo multiespecífico y ecosistémico.
- ÍtemASPECTOS GENÉTICOS Y EPIGENÉTICOS DE LA ADAPTACIÓN LOCAL DE POBLACIONES NATURALES DEL CHORITO CHILENO ( Mytilus chilensis Por MARCO ANTONIO YÉVENES SOTO )(UNIVERSIDAD DE LOS LAGOS, 2021) Yévenes Soto, Marco AntonioLas adaptaciones locales son relevantes para la biología evolutiva y para la conservación de especies pues reflejan cómo la selección natural delinea y mantiene diferencias poblacionales de los fenotipos adaptativos y de sus determinantes genéticos subyacentes en ambientes contrastantes. Este es un conocimiento valioso para predecir cómo las especies o poblaciones podrían responder al cambio climático u otras perturbaciones antrópicas. Esta tesis analiza las respuestas, plásticas y adaptativas, de transcriptomas completos y mitocondriales, de choritos Mytilus chilensis de dos bancos naturales ecológicamente diferentes, ubicados en Cochamó (41° S) y Yaldad (43° S), los que proveen de semillas a la industria mitilicultora y cuyo epicentro está en el mar interior de la Isla de Chiloé. La pregunta central de este estudio es saber si los individuos de estas dos localidades geográficamente distantes y ecológicamente contrastantes son adaptativamente divergentes, a pesar de las traslocaciones de hábitat a las que son sometidos debido a la actividad industrial. Para ello se realizó un experimento de trasplante recíproco, una prueba “ácida” para detectar evidencias de adaptación local, el que duró 91 días. Los resultados más relevantes de este estudio son: 1) el transcriptoma completo de Mytilus chilensis ensamblado de novo (RNA-Seq) desde RNA de branquias y de manto, consistió en 189 743 contigs de consenso, de los cuales 7 900 (fold change ≥ |4|, pvalue ≤ 0,05) mostraron expresión diferencial (DETs). 2) Estos DETs evidenciaron patrones de expresión tejido- y localidad- específicos, plásticos y adaptativos, similares a los esperados por pleiotropía antagónica al aplicar los criterios operacionales “local vs. foreign” (δLF) y “home vs. away” (δHA) para adaptación local. 3) La caracterización genética de sus secuencias nucleotídicas reveló que 169 DETs de Cochamó y 150 de Yaldad exhibieron 2 091 y 1 940 variantes genéticas (GVs) monomórficas (f > 0,99), respectivamente, las que segregan en la población general, pero están localmente fijadas en estos dos bancos naturales, y que probablemente corresponden a SNPs expresados diferencialmente en el DNA. Los transcriptomas mitocondriales también exhibieron diferencias adaptativas y variantes genéticas monomórficas localidad-específicas, 78 en los individuos de Cochamó y 207 en los de Yaldad. Por otra parte, la caracterización epigenética realizada a partir del análisis in silico de las secuencias nucleotídicas de DETs polimórficos, permitió reconocer, diferenciar y seleccionar genes candidatos con expresión diferencial localidad-específicos potencialmente metilables vinculados con el fitness, y cuyos x patrones de restricción polimórfica proporcionaron un modelo esperado de tipo RFLP para los DNA de estas muestras, los que pueden ser usados con fines de conservación y manejo de mitílidos. Dada la detección y anotación rigurosa de DETs portadores de variantes genéticas (GVs) monomórficas localidad-específicas y de islas CpG con loci ccgg potencialmente metilables, la contribución más significativa de esta tesis fue demostrar que, además de respuestas plásticas al cambio de hábitat en el funcionamiento de sus genomas, los individuos de Mytilus chilensis de estos dos bancos naturales de semillas conservan adaptaciones locales, a pesar del eventual impacto de las traslocaciones debido a su explotación y la baja diferenciación genética reportada para diferentes bancos naturales de semillas de esta especie. Así, esta investigación aporta múltiples marcadores genéticos, y probables epigenéticos, para el monitoreo de la diversidad genética en genes subyacentes a fenotipos adaptativos de Mytilus chilensis, lo cual es necesario para conservar y manejar adecuadamente los bancos naturales en un contexto de explotación y cambio climático. Asimismo, las variantes fijadas en múltiples genes nucleares y mitocondriales dan cuenta de las presiones selectivas locales, las que pueden servir como fuente de nuevas variantes funcionales para apoyar el cultivo sostenible de esta especie.