Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Historia evolutiva de las polillas del género Cactoblastis en Argentina y genética poblacional de la polilla plaga de la tuna Cactoblastis cactorum |
| Título alternativo: | Evolutionary history of moths of the genus Cactoblastis in Argentina and population genetics of the prickly pear moth Cactoblastis cactorum |
| Autor: | Poveda Martínez, Daniel Alexander |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires (IEGEBA)
|
| Publicación en la Web: | 2023-08-28 |
| Fecha de defensa: | 2023-07-06 |
| Fecha en portada: | 2023 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Director: | Hasson, Esteban Rubén |
| Director Asistente: | Varone, Laura |
| Consejero: | Confalonieri, Viviana Andrea |
| Jurado: | Rodriguero, Marcela Silvina; Túnez, Juan Ignacio; Lanzavecchia, Silvia Beatriz |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ESPECIACION ECOLOGICA; ALOPATRIA; SNPs; GENTICA DEL PAISAJE; PLEISTOCENOECOLOGICAL SPECIATION; ALLOPATRY; SNPs; LANDSCAPE GENETICS; PLEISTOCENE |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7342_PovedaMartinez |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7342_PovedaMartinez.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7342_PovedaMartinez |
| Ubicación: | Dep.BIO 007342 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Poveda Martínez, Daniel Alexander. (2023). Historia evolutiva de las polillas del género Cactoblastis en Argentina y genética poblacional de la polilla plaga de la tuna Cactoblastis cactorum. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7342_PovedaMartinez |
Resumen:
Cactoblastis es un género de polillas cactófagas distribuidas en el sur de Sudamérica. En Argentina, tres de estas especies pueden encontrarse en diferentes regiones biogeográficas: Cactoblastis cactorum, Cactoblastis doddi y Cactoblastis bucyrus. Estas especies tienen diferentes rangos de distribución geográfica y difieren en sus patrones de uso de plantas hospederas, dentro de la familia Cactaceae. Cactoblastis cactorum y C. doddi son especialistas del género Opuntia mientras que C. bucyrus es especialista en el uso de cactus columnares del género Trichocereus. Entre las especies del género, C. cactorum es considerada una importante plaga que amenaza la industria asociada a la producción del fruto de Opuntia ficus-indica (tuna) tanto en Argentina como en otras áreas donde la polilla ha sido introducida accidentalmente. A su vez, C. bucyrus es considerada plaga del cardón (Trichocereus atacamensis), una especie emblemática del noroeste argentino. A pesar de la importancia económica y ecológica de estas especies, sus relaciones evolutivas no han sido estudiadas con anterioridad. Tampoco se conoce el rol que han jugado las plantas hospederas y la geografía sobre la historia evolutiva de este trío de polillas. Además, avanzar en el conocimiento de la plaga de la tuna, C. cactorum, podría aportar herramientas para su manejo integrado y control. Los objetivos de esta tesis fueron (i) esclarecer la historia evolutiva de estas tres especies de polillas, evaluando el rol de las plantas hospederas y la geografía sobre los patrones de variación genética de estas especies. Para esto, empleamos datos de secuenciación masiva y de variación en el ADN mitocondrial y análisis de modelado basados en coalescencia y nicho ecológico, junto con análisis filogenéticos, filogeográficos y de genética del paisaje. Asimismo, evaluamos escenarios de hibridación interespecífica en regiones donde la distribución de las especies se superponen. Además (ii) se realizó un estudio genético poblacional de C. cactorum tomando en cuenta las diferentes plantas hospederas reportadas para la especie en poblaciones representativas de su amplio rango de distribución en Argentina. Con esta información se estimó la estructura poblacional y el tiempo de divergencia, y se pusieron a prueba diferentes escenarios históricos y contemporáneos de conectividad del hábitat con el fin de entender el patrón actual de distribución de la variación genética. Los resultados revelaron que las tres especies están bien delimitadas a pesar de la detección de huellas de hibridación en regiones donde son simpátricas. Además, respaldaron un escenario de especiación alopátrica en C. cactorum, mientras que C. doddi y C. bucyrus habrían especiado en simpatría. En ambos casos, la adaptación a nuevas plantas hospederas y el aislamiento geográfico parecen haber jugado un papel importante en la diversificación del género Cactoblastis en Argentina. En cuanto al estudio genético-poblacional de la plaga de la tuna, los resultados indicaron que las poblaciones de C. cactorum están diferenciadas y que tal diferenciación genética parece ser producto de una combinación de la configuración espacial de las condiciones ambientalmente adecuadas y cambios en la distribución de las plantas hospederas durante los periodos glaciares e interglaciares del Pleistoceno. Además, los datos apoyan la hipótesis de estabilidad del hábitat a largo plazo en el norte de la distribución, que habría servido de refugio para C. cactorum, permitiendo la acumulación y el mantenimiento de niveles más altos de diversidad genética a lo largo del tiempo.
Abstract:
Cactoblastis is a genus of cactophagous moths distributed in southern South America. In Argentina three of these species are present in different biogeographic regions: Cactoblastis cactorum, Cactoblastis doddi and Cactoblastis bucyrus. Each species has different geographic distribution ranges and different patterns of host plant use, though all of them feed and breed on species of Cactaceae. Cactoblastis cactorum and C. doddi are specialists on the genus Opuntia while C. bucyrus is specialized on columnar cacti. Among these species, C. cactorum is considered an important pest that threatens the industry associated with the production of fruits of Opuntia ficus-indica in Argentina and other regions where C. cactorum has been accidentally introduced. The evolutionary relationships between these species have not been studied previously. Likewise, the roles played by host plants and geographic distribution on the evolutionary history of this trio of moths are unknown. In turn, C. bucyrus is threatening populations of cardón (Trichocereus atacamensis), an emblematic species of northwestern Argentina. Thus, progress in the knowledge of both pests will surely provide tools for integrated management and control. The objectives of this thesis were (i) to elucidate the evolutionary history of these three moth species and to recognize the role of host plants and geography on patterns of genetic variation of these species using nuclear and mitochondrial DNA sequence information. To this end, a coalescence and an ecological niche modeling approaches were used, along with phylogenetic, phylogeographic and landscape genetic analyses. Alternative scenarios of hybridization between species in regions where their distribution overlaps were also evaluated. In addition, (ii) a population genetic study of the prickly pear pest C. cactorum, was carried out taking into account its wide geographic range and the diversity of hosts reported for the species. With this information, the population structure and time of divergence were estimated, and tested a series of historical and contemporary scenarios that can account for patterns of genetic variation. This study revealed that, even though we detected traces of hybridization in regions where the three species are sympatric, they can be clearly defined. Moreover, our data support an allopatric speciation scenario in C. cactorum, whereas C. doddi and C. bucyrus probably diverged in sympatry. In both cases adaptation to new host plants and geographic isolation probably played important roles in the diversification in this trio of cactophagous moths. As for the prickly pear pest, the results revealed that populations of C. cactorum are differentiated. Such population structure appears to be a product of the combination of the spatial configuration of environmentally suitable conditions and changes in host plant distribution during glacial and interglacial periods of the Pleistocene. Furthermore, our data support a hypothesis of long-term habitat stability in the northern part of the distribution that served as refugia for C. cactorum, allowing for the accumulation and maintenance of higher levels of genetic diversity over time.
Citación:
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Poveda Martínez, Daniel Alexander. (2023). Historia evolutiva de las polillas del género Cactoblastis en Argentina y genética poblacional de la polilla plaga de la tuna Cactoblastis cactorum. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7342_PovedaMartinez
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Poveda Martínez, Daniel Alexander. "Historia evolutiva de las polillas del género Cactoblastis en Argentina y genética poblacional de la polilla plaga de la tuna Cactoblastis cactorum". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7342_PovedaMartinez
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