Divergencia en Eriosyce sensu stricto (Cactaceae) en el desierto de Atacama: Una perspectiva desde la genómica adaptativa.

Abstract

La estructura genética de las especies en biomas desérticos es fuertemente influenciada por factores climáticos como la escasez hídrica y las altas temperaturas, las cuales pueden constituir una presión selectiva que promueve la divergencia. En el desierto de Atacama durante los ciclos glaciales del Pleistoceno, el enfriamiento y el aumento de la aridez global provocó la expansión de biomas áridos y diversificación de especies xerofíticas. En Chile se distribuyen dos especies hermanas de cactáceas a lo largo de un amplio gradiente latitudinal de aridez. Las poblaciones más septentrionales pertenecen a la especie Eriosyce rodentiophila, habitando zonas costeras de la región de Antofagasta y Atacama. Mientras que las poblaciones de E. aurata habitan zonas costeras y valles de la cordillera de los Andes, desde la región de Atacama a Valparaíso. En esta investigación, se evaluó si existe una relación entre el gradiente de aridez y la divergencia de grupos genéticos de estas especies y cuál es el principal predictor ambiental que influye en esta diferenciación. Hipotetizamos que el gradiente de aridez ha actuado como una fuerza selectiva conduciendo la diferenciación genómica adaptativa, promoviendo la especiación entre E. rodentiophila y E. aurata. Para llevar a cabo el estudio, se extrajo ADN de 87 individuos de 14 localidades distribuidas latitudinalmente y fueron genotipificadas mediante la técnica DarTseq, obteniendo 121.209 SNPs. De predictores ambientales se utilizaron las 19 variables bioclimáticas básicas, elevación, radiación, índice de aridez, evapotranspiración y humedad. Para evaluar adaptación genómica, se utilizaron análisis bayesianos como el modelo mixto de factores latentes que arrojó 475 SNPs candidatos a adaptación y mediante algoritmos de factorización se determinó la presencia de 6 clústeres genéticos según datos neutrales. Finalmente, mediante un análisis de disimilitud generalizada, se determinó que la temperatura media del trimestre más seco y el índice de aridez son las variables climáticas que mejor explican la variación adaptativa de los 6 clústeres genéticos. Complementariamente el análisis de redundancia apoya la importancia de la temperatura y la aridez en la divergencia adaptativa. Se comprobó según el índice de fijación que hay mayor divergencia genética adaptativa y, además, mediante un análisis de varianza molecular se determinó que las diferencias entre los 6 clústeres genéticos son mayormente explicadas por datos adaptativos en comparación con datos neutrales. La temperatura reforzada por la sequía es determinante en la diferenciación de grupos genéticos. El efecto de estas variables sobre la diferenciación genética tiene un efecto significativo en el aislamiento de las poblaciones, promoviendo las diferencias locales adaptativas. De esta forma, las distintas poblaciones deben adaptarse a condiciones específicas generando patrones de aislamiento ecológico y geográfico. Dado que el gradiente de aridez es un factor clave en la divergencia adaptativa de las poblaciones de estas especies, es muy importante de considerar en el escenario de cambio climático para dar un enfoque de priorización de poblaciones en planes conservación del desierto de Atacama.