UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPA Ciencias Biológicas y de la Salud DISCRIMINACION DE ESPECIES DE PECES BLANCOS (ATHERINOPSIDAE: CHIROSTOMA) DEL LAGO DE PATZCUARO, POR MEDIO DE CARACTERES MORFOLOGICOS, ALOENZIMATICOS Y RFLPs DEL GEN MITOCONDRIAL 16S Licenciatura en Hidrobiología MONICA YANELLI PEREZ RAMIREZ Asesor: Irene de los Angeles Barriga Sosa México, 2003
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA
UNIDAD IZTAPALAPA
Ciencias Biológicas y de la Salud
DISCRIMINACION DE ESPECIES DE PECES BLANCOS(ATHERINOPSIDAE: CHIROSTOMA) DEL LAGO DE
PATZCUARO, POR MEDIO DE CARACTERES MORFOLOGICOS,ALOENZIMATICOS Y RFLPs DEL GEN MITOCONDRIAL 16S
Licenciatura en Hidrobiología
MONICA YANELLI PEREZ RAMIREZ
Asesor:
Irene de los Angeles Barriga Sosa
México, 2003
DATOS PERSONALES
NOMBRE: Mónica Yanelli Pérez Ramírez
MATRICULA: 98332188
LICENCIATURA: Hidrobiología
DIVISION: Ciencias Biológicas y de la Salud
UNIDAD: Iztapalapa
TRIMESTRE LECTIVO: 03 Otoño
TITULO DEL PROYECTO:
Aplicación de marcadores genéticos para discriminar especies de “pescado blanco” en el
Lago de Pátzcuaro.
TITULO DEL TRABAJO DE SERVICIO SOCIAL:
Discriminación de especies de peces blancos (Atherinopsidae: Chirostoma) del Lago de
Pátzcuaro, por medio de caracteres morfológicos, aloenzimáticos y RFLP’s del gen
mitocondrial 16S.
NOMBRE DEL ASESOR: Dra. Irene de los Angeles Barriga Sosa
LUGAR DE REALIZACION: Laboratorio de Genética y Biología Molecular de la Planta
Experimetal de Producción Acuícola, UAMI.
CLAVE DE REGISTRO: H. 015. 02
Discriminación de especies de peces blancos (Atherinopsidae:Chirostoma)del Lago de Pátzcuaro, por medio de caracteres morfológicos,
aloenzimáticos y de RFLP s del gen mitocondrial 16S.
JUSTIFICACION
El pez blanco (Chirostoma estor, Chirostoma promelas, Chirostoma lucius, Chirostoma
sphyraena y su posible ancestro Chirostoma humboldtianum) constituye un recurso de gran
importancia cultural, alimentaria y económica para diversos grupos étnicos de la Mesa
Central de México. Estos peces se distribuyen en los lagos de Pátzcuaro y Chapala
principalmente, considerándose como una de las pesquerías más antiguas y de mayor
tradición en nuestro país.
Actualmente, en el lago de Pátzcuaro, las especies C. estor y C. humboldtianum se
encuentran bajo sobreexplotación y problemas de deterioro ambiental producto de la
actividad humana, lo cual aunado a la introducción de especies (C. lucius principalmente)
ha provocado la hibridación natural por un lado y por el otro, la disminución de las
poblaciones de especies locales.
Pero quizá el mayor problema está representado en la discriminación de especies,
necesaria para formular o emprender cualquier trabajo de manejo o conservación por
ejemplo, cultivos con fines de repoblamiento. La discriminación de especies por métodos
taxonómicos tradicionales resulta problemática debido a la gran similitud de caracteres
morfométricos y merísticos entre especies o bien a la combinación de caracteres de
diferentes especies en un solo organismo (híbrido). Por lo anterior, en los últimos años, en
la Planta Experimental de Producción Acuícola se han venido utilizando técnicas
moleculares (aloenzimas, restricción enzimática de genes mitocondriales amplificados vía
PCR y secuenciación) que permiten establecer métodos más confiables para la
discriminación de especies.
El presente trabajo es parte de un Convenio establecido con el INP (SAGARPA) y
pretende utilizar patrones de restricción enzimática (haplotipos) y aloenzimas para la
discriminación de especies de peces blancos (C. estor y C. lucius) del Lago de Pátzcuaro,
además de contribuir a la formación de la base de datos morfométricos y merísticos del
género y determinar si existen diferencias en las muestras analizadas.
INTRODUCCION
El género Chirostoma es uno de los elementos ictiofaunísticos representativos del Altiplano
Mexicano, de acuerdo con Barbour (1973 a) está formado por 18 especies y 6 subespecies
cuyo origen difilético se remonta al Terciario, con un antecesor parecido a Menidia el cuál
penetró a territorio mexicano por el portal del Balsas y debido a la intensa actividad
volcánica y geológica, así como a los cambios en el patrón de drenaje, quedó aislado
iniciando su divergencia con una amplia distribución, la cual, actualmente es característica
de la cuenca Lerma-Santiago con las especies del grupo Jordani. Quizá a finales del
Mioceno, una forma semejante a Melaniris invadió los sistemas dulceacuícolas,
restringiendo su distribución para evitar la competencia dando origen al grupo Arge.
Los datos morfológicos y genéticos (Barbour y Chernoff, 1984; Echelle y Echelle,
1984) apoyan la hipótesis de un ensamble monofilético en el grupo Jordani compuesto por
siete especies y un ancestro común posiblemente del tipo humboldtianum. Dentro de este
grupo, los peces blancos (Chirostoma estor, C. promelas, C. lucius, C. sphyraena y C.
humboldtianum) constituyen un recurso de gran importancia alimentaria, cultural y
económica para diversas etnias de la Mesa Central del país, considerándose como una de
las pesquerías más antiguas y de mayor tradición. (Soria-Barreto et al., 1998; Maya et al.,
2000).
En el Lago de Pátzcuaro, se presenta la segunda mayor abundancia de especies del
género (después de Chapala), aunque en épocas anteriores se introdujeron especies de otros
embalses, principalmente C. lucius (Alaye Rahy, 1993 b), lo cual aunado al deterioro
ambiental producto de la actividad humana y la sobreexplotación de C. estor y C.
humboldtianum ha provocado la hibridación natural, la disminución de las poblaciones de
especies locales y la posible subdivisión de poblaciones de C. grandocule (Barriga-Sosa et
al. 2002).
ANTECEDENTES
En 1984, Echelle y Echelle analizan la distribución y situación taxonómica de 15 de las 18
especies del género Chirostoma, así como dos especies de Poblana y dos especies de
Menidia, concluyendo por medio de la caracterización de la variabilidad aloenzimática que
Poblana y Chirostoma comparten con Menidia un ancestro no compartido con otros
aterinópsidos y que el proceso de especiación de estos géneros ocurrió de manera rápida
una vez que el ancestro Menidia invadió la Mesa Central de México, esta hipótesis también
es apoyada por Barbour (1973 b).
Alaye-Rahy (1996 a) realiza estudios del polimorfismo de la hemoglobina para
identificar especies de Chirostoma en el Lago de Pátzcuaro, considerando que la expresión
de las proteínas permanece constante a lo largo de todo el ciclo de vida. Por medio de
electroforesis en gel de poliacrilamida, se identifica a C. estor, C. humboldtianum, C. lucius
y C. grandocule, al encontrarse diferencias cuantitativas (intensidades en las bandas)
dependientes de la concentración de oligomonómeros en la molécula de hemoglobina. En
un trabajo posterior (1996 b), se reporta la existencia de híbridos entre la especie
introducida C. lucius y la nativa C. estor además de otros híbridos cuyas formas parentales
son difíciles de determinar. Estos resultados derivan en una hibridación del 19.6% un valor
muy alto reportado en ambientes naturales. Por otra parte, se desconoce si los híbridos
interespecíficos pueden conducir a una gametogénesis normal y descendencia viable. El
factor que posiblemente influye en la formación de híbridos, es la alteración ecológica que
sufre el Lago de Pátzcuaro (ChacónTorres et al., 1991; Chacón Torres, 1993).
Empleando la técnica de los marcadores RAPD (Random Amplified Pylomorphic
DNA Markers, por sus siglas en inglés), Coyote (2000) analiza las relaciones taxonómicas
entre Poblana y Chirostoma, puntualizando que a nivel intergenérico el 0.87% de los
marcadores RAPD son exclusivos para ambos géneros y, debido al traslape es necesaria
una revisión taxonómica para determinar su estado real.
Barriga-Sosa (2001) analiza morfológica y molecularmente a diferentes poblaciones
de 13 especies del género Chirostoma, proponiendo nuevos intervalos para variables
merísticas útiles para la identificación, determinando la variabilidad genética por medio de
aloenzimas y además, secuenciando el gen mitocondrial 16S de las especies de peces
blancos.
Por medio de análisis de la variación morfológica y génetica de las especies del
grupo humboldtianum, Barriga-Sosa et al. (2002), determinan que los valores de
variabilidad genética de algunas especies presentan cambios con relación a datos previos,
por lo que concluyen que dicha variación puede ser resultado del constante proceso
evolutivo. Chirostoma grandocule es objeto de un análisis morfológico y aloenzimático
(Barriga-Sosa et al. en revisión) intra-lacustrino (Lago de Pátzcuaro) en tres diferentes
años. Se observaron diferencias genéticas entre sitios y años, relacionadas con factores
biológicos, ecológicos y ambientales propios de cada localidad. Los datos obtenidos
permiten sugerir a los autores que esta especie se encuentra en un proceso de diferenciación
poblacional.
OBJETIVOS
General
Discriminar especies de peces blancos provenientes del Lago de Pátzcuaro, Michoacán a
nivel molecular, por medio de aloenzimas y restricción enzimática del gen mitocondrial
16S.
Específicos
* Identificar morfológicamente a la (s) especie (s).
* Determinar el grado de variabilidad morfométrica y merística de la muestra a analizar.
* Determinar el grado de variabilidad aloenzimática y el grado de variabilidad genética por
medio de análisis de restricción enzimática del gen mitocondrial 16s.
METODOLOGIA
Colecta de muestras – Se colectaron 50 organismos (provenientes de huevos no
identificados) del Lago de Pátzcuaro, los cuales fueron mantenidos en el Instituto de
Investigaciones de Recursos Naturales (INIRENA) de la Universidad Michoacana de San
Nicolás de Hidalgo. Se transportaron en hielo seco al laboratorio de Genética y Biología
Molecular de la PEXPA, en la Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa. Dichos
organismos componen dos muestras diferentes, la primera con un intervalo de talla de los
79 a los 102 mm (n= 15) y considerados como progenitores. La segunda muestra,
considerada como F1 con tallas de 40.5 a 54.9 mm (n= 35) (Fig. 1).
Figura 1. Representantes de ambas muestras (P= progenitores)
Análisis Morfométrico (M) y Merístico (m) e identificación de la especie – Se
emplean 27 variables (Fig. 2) para la identificación morfológica de acuerdo a Barbour
(1973 b) y Barriga-Sosa (2001).
F1
P
Las 19 variables morfométricas utilizadas son: 1) longitud total (LT); 2) longitud
patrón (LS); 3) longitud de la cabeza (LC); 4) diámetro orbital (Dor); 5) longitud del hocico
(LH); 6) longitud mandíbula inferior (LMi); 7) longitud postorbital de la cabeza (LPoC); 8)
longitud del pedúnculo caudal (LpC); 9) base de la aleta anal (BaA); 10) distancia del
hocico a la primera dorsal (DH1D); 11) distancia del hocico a l segunda dorsal (DH2D);
12) distancia del hocico a la aleta pélvica (DHP); 13) base de la aleta pélvica (BaP); 14)