Ecología molecular y diversidad parasitaria de poblaciones silvestres de las especies de mono aullador Aloutta palliata y A. pigra en Mesoamérica
- Autores: Claudia Villanueva García
- Directores de la Tesis: Carlos Ruiz (dir. tes.), Lilia María Gama-Campillo (dir. tes.), José Galián Albaladejo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Guillermo Ramis Vidal (presid.), Eva Graciá Martínez (secret.), Gustavo Tomás Gutiérrez (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: DIGITUM
- Resumen
- español
Resumen En la tesis se analizaron dos especies de mono aullador del género Alouatta con diferentes preferencias de hábitat y composición del grupo en escenarios de cambio climático para determinar el estado de conservación y salud de las poblaciones silvestres con un enfoque de ecología molecular y parasitario. El estudio servirá como punto de partida para proponer planes de manejo para la conservación del hábitat de ambas especies amenazadas.
En el primer capítulo, se analizó la estructura poblacional, la diversidad genética y la conectividad de las poblaciones de Alouatta palliata y A. pigra en México, con el objetivo de (1) proporcionar un patrón de filogeografía, diversidad genética y estructura; (2) identificar zonas de hibridación y patrones de introgresión en ambas especies, utilizando enfoques genéticos y modelos de nicho ecológico ; (3) aclarar el flujo genético y la conectividad genética en la zona de hibridación y (4) comparar la diversidad genética en zonas con diferentes características paisajísticas. Se generaron modelos de nicho ecológico para ambas especies en varios escenarios climáticos (Último Máximo Glacial, Holoceno Medio, Presente y Futuro). Se analizaron la diversidad genética, la estructura de la población, el flujo génico y la conectividad espacial entre ambas especies con fragmentos mitocondriales (cytb y ATPasa), nuclear (Sry) y 10 microsatélites. Se exploraron los efectos de las variables del paisaje sobre la diferenciación genética. La distribución potencial de A. palliata y A. pigra indica una respuesta dispar a los cambios climáticos y una zona de hibridación estable que se mantiene a través del tiempo. Los modelos predicen que A. palliata tendrá un nicho potencial reducido en comparación con A. pigra. Ambas especies presentan una baja diversidad genética, pero similar a lo ya reportado. Las poblaciones de A. palliata y A. pigra no están en equilibrio de Hardy-Weinberg, probablemente como consecuencia de la endogamia. Tres grupos principales fueron identificados, tanto las dos especies parentales como individuos híbridos distribuídos en una extensa área de hibridación en Tabasco. Las poblaciones de las tierras altas alejadas entre sí presentan una alta conectividad, mientras que las poblaciones más cercanas de las tierras bajas se diferenciaron genéticamente, posiblemente debido a la pérdida y fragmentación del hábitat. Por lo tanto, es crucial preservar los fragmentos restantes y promover esfuerzos de conservación para regenerar el restablecimiento de la conectividad de las poblaciones de estos monos aulladores en peligro de extinción.
En el capítulo dos, se analizaron los efectos de la pérdida de hábitat y la hibridación en la prevalencia y riqueza de parásitos gastrointestinales en las especies parapátricas, Alouatta palliata y A. pigra. Se evaluó la respuesta diferencial de riqueza y prevalencia de endoparásitos en función de diferentes factores: (1) la especificidad del huésped (2) el grado de hibridación, (3) las características del hábitat y (4) el nivel de fragmentación. Para ello se analizaron las características del paisaje, los índices de perturbación del hábitat y la asignación génetica de una submuestra de 72 individuos en cinco regiones de Tabasco. Se encontraron diferencias en la riqueza y prevalencia parasitarias entre las regiones, entre las especies hospedadoras y entre el origen genético. Se detectaron correlaciones entre las variables ambientales y la prevalencia parásito-específica. Varios parámetros de alteraciones del hábitat como el tamaño del parche o el índice de presión de uso circundante están relacionadas con la prevalencia y la riqueza del endoparásito, sin que exista una relación clara con la fragmentación. Este es el primer estudio que prueba genéticamente los efectos combinados de las perturbaciones del hábitaty la hibridación sobre la riqueza y prevalencia de parásitos entre A. palliata y A. pigra. Se necesitan estudios detallados para discernir el efecto sinérgico de ambos factores.
En el capítulo tres, la variabilidad genética y la especificidad de acogida del parásito Blastocystis spp. en monos aulladores silvestres de México fue analizada. Se estudió la región del gen de la subunidad rDNA (SSUrDNA), comparando las secuencias obtenidas con las de GenBank de humanos y los primates no humanos (NHP) que se utilizaron como referencias. La identificación de un perfil generalista o especializado de un parásito para su hospedador es relevante para entender su prevalencia, transmisión y otras características biológicas. Por lo tanto, el objetivo del estudio fue evaluar la variabilidad genética y la especificidad de acogida de Blastocystis spp. en A. palliata y en A. pigra. Blastocystis ST2 (subtipo 2) fue el más abundante (91,9%), seguido por ST1 y ST8 con 4,6% y 3,5%, respectivamente. No existe asociación entre los subtipos de Blastocystis y las especies de Alouatta. En los análisis se usaron secuencias de SSUrDNA del GenBank de primates humanos y no humanos (NHP) como referencia. Los valores de diversidad de nucleótidos y haplotipos, así como los índices de migración y diferenciación genética, mostraron valores diferentes para ST1 y ST2. Las poblaciones de ST1 están mínimamente diferenciadas, mientras que las de ST2 en humanos son altamente diferenciadas de las de NHP. Las especificidades de generalista y especialista en cuanto a hospedador mostradas por las poblaciones de Blastocystis ST1 y ST2 indican procesos de adaptación distintos. Debido a que ST1 exhibe un perfil generalista, este haplotipo puede ser considerado una metapoblación. Por el contrario, ST2 se presenta como un conjunto de poblaciones locales con preferencias tanto para los seres humanos como para los NHP y con altas diferencias mutacionales.
En el capítulo cuatro, se analizó la presencia de Entamoeba spp. en heces de A. palliata y A. pigra de México mediante enfoques moleculares. Se probaron oligonucleótidos universales diseñados para las especies de Entamoeba basados en las secuencias de consenso del gen de ARN ribosómico de subunidad pequeña 18S de acuerdo con las regiones altamente conservadas reportadas en GenBank y se optimizaron las condiciones de PCR. El objetivo del estudio fue aclarar las relaciones genéticas de Entamoeba spp. detectadas en A. palliata y A. pigra, con otras especies de Entamoeba, que parasitan otros vertebrados. Se detectó un nuevo clado de Entamoeba, que se separó de otras especies descritas, aunque tenía una posición más cercana a E. insolita, así como a una secuencia típicamente encontrada en iguanas con bajos valores de identidad compartida (<90%). Designamos a este nuevo clado como linaje ribosómico 8 (RL8) y se demostró que los miembros de este grupo no son exclusivos de los reptiles.
- English
Abstract In this thesis, two species of howler monkeys belonging to the genus Alouatta, with different habitat preferences and differences in group's composition were analysed in climate change scenarios to determine the state of conservation and health of wild populations in habitat remnants through molecular (mitochondrial and nuclear DNA) and parasitic approaches. This study should serve as an initial point for proposing, management plans for habitat conservation for these two threatened species.
In the first chapter, population structure, genetic diversity and connectivity of populations of the species, Alouatta palliata and A. pigra in Mexico were analysed, with the aim to (1) provide a phylogeography pattern, genetic diversity and structure; (2) identify zones of hybridization and introgression patterns of both species, using genetic and ecological niche models; (3) clarify the gene flow and genetic connectivity in the hybridization zone and (4) compare genetic diversity in zones with different landscape's characteristics. Ecological niche models were generated for both species in several climatic scenarios (Last Glacial Maximum, Middle Holocene, Present and Future). Genetic diversity, population structure, gene flow and spatial connectivity between mitochondrial (cytb and ATPase), and nuclear fragments (Sry) and 10 microsatellites were analyzed. The effects of landscape variables on genetic differentiation were explored. The potential distribution of A. palliata and A. pigra indicates a distinct response to climate changes whereas a hybridization zone is maintained over time. The models predict that A. palliata will have a reduced potential niche compared to A. pigra. Both species present low genetic diversity, but similar to previously reported. Alouatta palliata and A. pigra populations are not in Hardy-Weinberg equilibrium, probably as a result of inbreeding. Three main groups were identified, both the parental species and hybrid individuals distributed in an extensive area of hybridization in Tabasco. Highland populations remote from each other exhibit high connectivity, while the closest lowland populations differed genetically, possibly due to habitat loss and fragmentation. It is therefore crucial to preserve the remaining fragments and to promote conservation efforts to regenerate the restoration of the connectivity of the populations of these endangered howler monkeys.
In chapter two, the effects of habitat loss and hybridization in gastrointestinal parasites prevalence and richness between the two parapatric species, Alouatta palliata and A. pigra were analysed. The differential response of richness and prevalence of endoparasites was evaluated depending on a) host specificity b) the degree of hybridization, c) habitat features and d) on fragmentation level. Differences in parasite richness and prevalence were found among the regions, the host species and among the genetic origin. Correlations between environmental variables and parasite-specific prevalence were detected. Several parameters of habitat alterations such as the size of the patch or the index of surrounding use pressure are related to the prevalence and richness of the endoparasite, without a clear relation with the fragmentation. This is the first study to test genetically the combined effects of habitat perturbation and hybridization on the richness and prevalence of parasites between A. palliata and A. pigra. Detailed studies are required to discern the synergistic effect of both factors.
In chapter three, the genetic variability and host specificity of the parasite Blastocystis spp. in wild howler monkeys from Mexico were analysed for infection. The howler monkeys were surveyed using a region of the small subunit rDNA (SSUrDNA) gene as a marker, comparing the sequences obtained with those in GenBank from human and non-human primates (NHP) to be used as references. The identification of a generalist or specialist profile of a parasite for its host is relevant for understanding its prevalence, transmission and other biological features. Therefore, the aim of the study was to assess the genetic variability and host specificity of Blastocystis spp. populations in the two howler monkey species A. palliata and A. pigra. Blastocystis ST2 (subtype 2) was the most abundant (91.9%), followed by ST1 and ST8 with 4.6% and 3.5%, respectively. There is no association between Blastocystis subtypes and Alouatta species. In the analyses GenBank SSUrDNA sequences from human and non-human primates (NHP) were used as reference. The nucleotide and haplotype diversity values, as well as the migration and genetic differentiation indices, showed different values for ST1 and ST2. The populations of ST1 are minimally differentiated, whereas those of ST2 in humans are highly differentiated from those of NHP. The specificities of generalist and host specialist shown by populations of Blastocystis ST1 and ST2 indicate different adaptation processes. Because ST1 exhibits a generalist profile, this haplotype could be considered a metapopulation. In contrast, ST2 is presented as a set of local populations with preferences for both humans and NHPs and with high mutational differences.
In chapter four, the presence of Entamoeba spp. in scats of A. palliata and A. pigra from Mexico was analysed using molecular approaches. Universal oligonucleotides designed for Entamoeba species based on the consensus sequences of the 18S small subunit ribosomal RNA gene were tested according to the highly conserved regions reported in GenBank and PCR conditions were optimized. The objective of the study was to clarify the genetic relationships of Entamoeba spp. Detected in A. palliata and A. pigra, with other species of Entamoeba, which parasitize other vertebrates. A new Entamoeba clade was detected, which separated from other described species, although it had a position closer to E. insolita, as well as to a sequence typically found in iguanas with low values of shared identity (<90%). We designated this new clade as ribosomal lineage 8 (RL8) and demonstrated that members of this group are not exclusive to reptiles.t safety.
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