DSpace Colección :http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/9222024-03-28T18:50:21Z2024-03-28T18:50:21ZDinámica del nicho climático en el origen y evolución de Haplopappus Cass. (Astereae, Asteraceae), un arbusto endémico de Los Andes extratropicales de Sudamérica.Rosas Cerda, Marcelo Ricardohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/118462024-03-05T06:03:02Z2024-01-01T00:00:00ZTítulo : Dinámica del nicho climático en el origen y evolución de Haplopappus Cass. (Astereae, Asteraceae), un arbusto endémico de Los Andes extratropicales de Sudamérica.
Autor : Rosas Cerda, Marcelo Ricardo
Resumen : Haplopappus es uno de los géneros más diversos de la flora vascular de Chile con amplia distribución en las zonas áridas y semiáridas. La falta de una filogenia molecular ha contribuido a la inestabilidad taxonómica donde se ha cuestionado su clasificación infragenérica y también, ha contribuido al desconocimiento de los mecanismos que participaron en su diversificación. En este estudio, utilizamos filogenias moleculares basadas en marcadores tradicionales (secuencias Sanger) y genómicos (SNPs), junto con datos ecológicos (i.e. nichos climáticos) para estudiar el origen, clasificación y diversificación del género, específicamente el rol de la dinámica del nicho climático en la dispersión anfitropical y su diversificación en Sudamérica.
Usamos datos de marcadores ETS y ITS1y2 para comparaciones a nivel de la tribu. Para resolver la sistemática del género analizamos especímenes de 51 taxa, a las que agregamos 16 morfoespecies que presentan indicios de ser potencialmente reconocidas como especies nuevas o linajes independientes, con secuenciación de ADN asociada a sitios de restricción y polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) empleando una matriz concatenada de 21.921 SNPs. Los resultados de los análisis de superposición de nicho apoyan la conservación del nicho climático tras la dispersión a larga distancia desde Norte América. Sin embargo, se evidenció de una desacople menor del nicho climático debido a la existencia climas únicos en cada hemisferio. Los patrones de distribución de las especies presentan un gradiente latitudinal estructurado en la riqueza de especies, principalmente con variables asociadas al clima mediterráneo, con dos zonas de endemismo, al norte y al sur. Las inferencias filogenéticas Bayesianas de RAD-seq generó una robusta filogenia molecular donde las especies de Haplopappus se agrupan en dos clados que soportan nuestra propuesta de los nuevos subgéneros Haplopappus y Baylahuen. El primero contiene tres clados, y sustentan nuestra propuesta de las nuevas secciones Grindelioidae, Haplopappus y Pinnatifidus, mientras el subgénero Baylahuen incluye cuatro clados, los que sustentan nuestra propuesta para las nuevas secciones Coquimbensis, Racemiger, Remyanus y Baylahuen. Los resultados indican que las propuestas taxonómicas subgenérica anteriores tienen escaso apoyo filogenético y ninguna de las secciones es monofilética, por lo que deben ser actualizadas. Los resultados también indican que siete subespecies no son recíprocamente monofiléticas y deben ser reconocidos como nuevas especies. Once de las 16 morfoespecies también demuestran ser linajes independientes y podrían corresponder a nuevas especies que deben ser estudiadas y descritas apropiadamente. A partir de modelos de nicho climático y la filogenia datada caracterizamos la evolución del nicho climático en el género y desde allí hacemos inferencias sobre la diversificación. Los resultados muestran una alta tasa de diversificación de 2,77 eventos por millón de años por linaje. Las variables del nicho climático seleccionadas desde el análisis de componentes principales filogenético con independencia de sus relaciones evolutivas y que concentran parte importante de la varianza son: estacionalidad de la temperatura (bio4), rango anual de temperatura (bio7), precipitación del trimestre más seco (bio 17), precipitación del trimestre más cálido (bio18) y precipitación anual (bio12), todas asociadas a estacionalidad del clima y amplitud del rango de las variables, que son propios del clima mediterráneo de Sudamérica.
Los análisis de estimación de estados ancestrales y de detección de cambios de tasa de las variables climáticas a lo largo de las ramas del árbol de Haplopappus revela cambios de tasa evolutiva en los nodos ancestrales donde se originan todos los principales clados (i.e. subgéneros, secciones y series). De manera simultánea la estimación de área ancestral nos indica para estos nodos dispersión a una nueva área geográfica con especiación simultánea. Este patrón indica el modo evolutivo más frecuente en la diversificación del género Haplopappus es la dispersión a una nueva área geográfica con especiación simultánea, y está asociado con un cambio de tasa en la evolución del nicho climático, reflejando adaptación evolutiva a las nuevas condiciones originadas por las condiciones ambientales del nuevo hábitat en cada evento de dispersión. La expansión del nicho evolutivo vinculada con la dispersión geográfica ofrece una explicación para la elevada diversidad que observamos. Por lo tanto, aceptamos nuestra hipótesis de que la diversificación en el género Haplopappus corresponde a una radiación adaptativa regulada por evolución del nicho climático. El patrón de dispersión – especiación – evolución del nicho climático fue detectado en la mayoría de las ramas de la filogenia, aunque con diferencias en ambos subgéneros. La correlación entre dispersión y la evolución del nicho puede atribuirse a las oportunidades ecológicas que ofrece la heterogeneidad climática y topografía de la cordillera los Andes. Estos resultados también apoyan la hipótesis de Axelrod, según la cual la expansión a nuevas condiciones áridas puede impulsar la diversificación en linajes ya adaptados a la aridez.
Descripción : Tesis para optar al grado académico de Doctor/a en Sistemática y Biodiversidad2024-01-01T00:00:00ZEl contexto macroevolutivo del éxito de invasión de especies.Guzmán Rendón, Garenhttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/112452023-11-10T22:12:34Z2023-01-01T00:00:00ZTítulo : El contexto macroevolutivo del éxito de invasión de especies.
Autor : Guzmán Rendón, Garen
Resumen : La noción general acerca del éxito de las especies invasoras plantea que el éxito depende de algunos rasgos de historia de vida y de la capacidad para adaptarse (evolabilidad) a nuevas condiciones ambientales que experimentan las especies abruptamente durante el proceso de invasión. Actualmente existen predicciones contradictorias en cuanto al resultado del proceso evolutivo asociado a la invasión mediada por el hombre. Es decir, no sabemos si el resultado será evolución rápida hacia mayores o menores rasgos de historia de vida, y si existe una relación evolutiva entre el cambio de rango geográfico y el cambio de nicho térmico que favorecería la capacidad de adaptación a nuevos ambientes. En este sentido especies invasoras ofrecen una oportunidad única para entender y estudiar como especies colonizan y se adaptan a nuevos ambientes rápidamente, lo que es de suma importancia, ya que estos resultados predicen diferentes impactos sobre la biodiversidad nativa. En esta tesis se evaluaron las tasas, tendencias y relaciones evolutivas de los rasgos de historia de vida de especies invasoras contrastando los escenarios más probables y las predicciones que nacen de la teoría ecológica de invasiones en un contexto evolutivo. Considerando que la intervención mediada por el ser humano no solo tiene impactos ecológicos, sino que también tienen enormes consecuencias evolutivas y puede acelerar en gran medida el cambio evolutivo en las especies que nos rodean. Con este objetivo se usó como modelo de estudio especies de peces de la familia Cyprinidae, considerando que fueron probablemente las primeras especies de peces que se introdujeron fuera de sus áreas de distribución nativas en el siglo XVII, y se utilizaron nuevos métodos estadísticos filogenéticos para evaluar la idea de que los impactos generados por el hombre como la introducción de especies en nuevos ambientes podrían generar cambios en las tasas, las tendencias y la relación evolutiva en los rasgos que predicen el éxito de las especies invasoras. Los resultados generales nos indican que, durante el proceso de invasión de especies, rasgos como el tamaño corporal, la fecundidad, la edad de primera madurez, y el rango geográfico, han evolucionado con una fuerte señal filogenética y de manera acelerada desde que el hombre forma parte de la biota terrestre, además las tendencias evolutivas de estos rasgos muestran que el movimiento de especies de un lugar a otro mediado por el ser humano tiene implicancias sobre los rasgos, lo que genera cambios con tendencias positivas en especies invasoras. Por otro lado, nuestros resultados respaldan la existencia de una relación evolutiva histórica entre la tasa evolutiva del tamaño del rango geográfico y la temperatura en los peces de la familia Cyprinidae, la cual no cambia cuando incorporamos en el presente el efecto del estado invasor. Los cambios evolutivos acelerados y positivos observados en los rasgos evaluados en las especies invasoras de la familia Cyprinidae serían consecuencia de su introducción a nuevas áreas, sustentando cambios profundos con base genética heredable en rasgos que están asociados al éxito de invasión. Los resultados obtenidos en el presente estudio son innovadores y abren la puerta a solucionar el problema de los estudios ecológicos de las consecuencias evolutivas de las especies invasoras los cuales suelen confundir las causas del cambio fenotípico que las especies presentan al enfrentar un nuevo ambiente.
Descripción : Tesis para optar el grado de Doctora en Sistemática y Biodiversidad.2023-01-01T00:00:00ZThe center of origin of terrestrial mammalian carnivores and their fast body mass evolution associated to long distance dispersal.Vallejos Garrido, Paulohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/112302023-11-10T22:13:30Z2023-01-01T00:00:00ZTítulo : The center of origin of terrestrial mammalian carnivores and their fast body mass evolution associated to long distance dispersal.
Autor : Vallejos Garrido, Paulo
Resumen : Fundamental tasks to understand the spatial distribution of biodiversity are to estimate where and when species originated, and how did they disperse over space and throughout new environments, in addition to explaining the evolutionary responses associate d with this geographical movement. However, these estimations have been difficult to obtain because knowing the centers of origin and tracing the historical paths of species at macro scales has always been a hard challenge. Here, using a novel phylogenetic approach that considers the nature processes in a more accurate way at macro scales and the geographical i nformation of both extinct and extant diversity , we 1) estimated the center of origin of all ancestral species of terrestrial mammalian carnivores and their dispersal routes, and 2) evaluate whether the dispersal ability or trans continental dispersals i mplies a fast evolution in body size due the selective pressures of the environment. This doctoral thesis postulates that North America is an important center of origin of early lineages, as the complete clade of mammalian carnivores, the Oxyaenidae and C arnivoramorpha groups , except for Hyaenodonta whose origin was in Europe. North America is the place of origin for the order Carnivora and the subfamilies Feliformia and Caniformia. 350 of the 2632 (13.3%) geographical distances estimated correspond to tr ans continental dispersal events during the biogeographical history of terrestrial mammalian carnivores. Also, the long distance dispersal (LDD) explains the fast evolutionary change found in several independent and mainly recent lineages of terrestrial ma mmalian carnivores and thus their highly discrepant body sizes. Therefore, this thesis means a significant contribution to understanding the origin and distribution of terrestrial mammalian carnivores, achieving the biogeographical relevance of postulating a new center of origin for the complete group and the current order Carnivora, estimating for the first time the geographical distance traveled for all lineages and explain ing how this biogeographical process explain the phenotypical evolution of the group.
Descripción : Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Sistemática y Biodiversidad.2023-01-01T00:00:00ZCaracterización de la Materia Orgánica Particulada de la Fosa de Atacama Mediante Lípidos Polares Intactos e Isótopos Estables.Flores Rafael, Edgar Elvishttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/106202023-11-10T22:51:02Z2023-01-01T00:00:00ZTítulo : Caracterización de la Materia Orgánica Particulada de la Fosa de Atacama Mediante Lípidos Polares Intactos e Isótopos Estables.
Autor : Flores Rafael, Edgar Elvis
Editor : Ulloa Quijada, Osvaldo, profesor guía
Resumen : Los sedimentos superficiales de la zona hadal (>6000 m) presentan ~20% más de concentraciones de materia orgánica (MO) en comparación con el fondo marino abisal (3500-
6000 m) circundante. Sin embargo, el origen de este material biológico sigue siendo incierto. En este trabajo, evaluamos las fuentes de MO lábil en el fondo marino hadal a través de la composición y distribución de los lípidos polares intactos (IPL) de las membranas celulares
microbianas extraídas de los sedimentos superficiales de los puntos más profundos de la Fosa de Atacama y del margen batial adyacente. Además, investigamos las fuentes de MO en los sedimentos superficiales hadales utilizando un modelo de mezcla basado en las señales isotópicas del carbono orgánico y el nitrógeno total, tomando como fuentes de origen potenciales a las distintas zonas de la columna de agua y de los sedimentos batiales. Complementamos nuestros análisis con información satelital de carbono orgánico particulado (POC) superficial (0 m) y subsuperficial (1000 m), y flujos teóricos de POC desde la superficie hasta la zona hadal.
En este estudio, se analizaron nueve sedimentos superficiales hadales (0-1 cm) y subsuperficiales (1-2 y 2-3 cm) en tres sitios entre 7,734 y 8,063 m de profundidad colectados durante el crucero HADES-SO261 (marzo a abril de 2018) a bordo del R.V. Sonne (Wenzhöfer, 2019) y siete sedimentos superficiales batiales (siete sitios; entre 529-1,200 m de profundidad)
colectados durante el crucero ChiMeBo-SO211 (2-29 de noviembre de 2010) a bordo del R.V.
Sonne (Matys et al., 2017). Además, comparamos nuestros resultados de IPLs en sedimentos con los resultados de IPL de la columna de agua suprayacente (0-700 m) reportados en Cantarero et al. (2020). Esto incluye MO en suspensión fraccionada por tamaño (0,3-2,7 y 2. 7-53 µm) en dos estaciones y desde seis profundidades de agua que son representativas de la zonación biogeoquímica dominante asociada con la zona deficiente de oxígeno (ODZ) de esta región: el máximo de clorofila (∼ 10 m), la quimioclina superior (∼ 25 m), la quimioclina inferior (∼ 45 m), ODZ superior (∼ 60 m), el núcleo de ODZ (∼ 250 m), y la zona mesopelágica (∼ 750 m). Además, las muestras de sedimentos colectadas en ambos cruceros (i.e. HADES-SO261 y
ChiMeBo-SO211) también fueron utilizadas para análisis de isótopos estables y comparadas con data disponible de trampas de sedimento profundas de la región de Atacama a 2,300 y 3700 m de profundidad, reportadas previamente en Hebbeln et al. (2000) y González et al. (2004), respectivamente.
En el Capítulo 1 investigamos la diversidad química y la abundancia de IPL microbianas
como marcadores de una de las fracciones moleculares más lábiles de la MO en los sedimentos
más profundos de la Fosa de Atacama. Más concretamente, evaluamos la posible procedencia
de IPLs de origen de producción in situ vs. transporte alóctono y la presencia de señales únicas
de IPL de la comunidad microbiana, así como la evidencia de adaptaciones moleculares (i.e.,
cambios en la estructura química de los IPLs) a las condiciones extremas de la región hadal. Los
resultados sugieren que los IPLs bacterianos y eucariotas en los sedimentos hadales superficiales
de los puntos más profundos de la Fosa de Atacama comparten características con los presentes
en sedimentos batiales y difieren de los encontrados en las partículas suspendidas de los 750 m
superiores de la columna de agua, incluyendo la ODZ. Esto indica que (a) la mayoría de los
IPLs abundantes en la columna de agua superior se degradan casi por completo durante su descenso al fondo marino hadal y (b) los IPLs encontrados en los sedimentos hadales se derivan
predominantemente de comunidades microbianas in situ. Además, las elevadas proporciones de
ácidos grasos insaturados/saturados en los sedimentos hadales son probablemente indicativos
de la adaptación homeoviscosa de estos organismos a la alta presión y las bajas temperaturas
presentes en este ambiente, lo que les permiten mantener la fluidez de sus membranas celulares.
En el Capítulo 2 realizamos un análisis exhaustivo de los isótopos estables de la MO para rastrear las fuentes de carbono y nitrógeno en la columna de agua y en los sedimentos superficiales batiales y hadales. Además, evaluamos las contribuciones relativas de la POM y la exportación de partículas que conectan la productividad del océano superficial iluminado por el sol con la zona crepuscular y el fondo marino hadal. Utilizando un modelo de mezcla basado en la señal isotópica del carbono orgánico y el nitrógeno total en la POM pelágica y la MO sedimentaria, calculamos que ~75% de la POM presente en los sedimentos superficiales de la Fosa de Atacama podría derivar de los sedimentos batiales. Cuando se excluye el sedimento batial del modelo, calculamos que ~68% de la MO en los sedimentos hadales podría derivar de la región epipelágica (<200 m). En particular, los flujos verticales de POC que mejor se ajustan a los datos existentes de trampas de sedimentos profundos (~2300 y 3700 m) sugieren que ~3,3% del flujo total de POC que llega a los sedimentos superficiales hadales deriva de las aguas superficiales. Por lo tanto, concluimos que el transporte de sedimento a lo largo del talud continental y las laderas abisales hacia la zona hadal bentónica contribuye con un mayor aporte de carbono orgánico comprado con lo que llega por hundimiento desde la columna de agua. Sin embargo, dado que se espera que los flujos de estas distintas fuentes varíen tanto espacial como temporalmente, y por el hecho de que la geoquímica del sedimento incluye escalas temporales mayores que la columna de agua, no podemos descartar una mayor contribución de las zonas epipelágicas superficiales durante ciertas épocas del año.; The surface sediments from the hadal zone (>6000 m water depth) have high concentrations of organic matter (OM) compared to the surrounding abyssal seabed (3500-6000 m). However, the origin of this biological material remains uncertain. In this work, we evaluate the sources of labile organic matter in the hadal seafloor through the composition and distribution of intact polar lipids (IPLs) from microbial cell membranes extracted from surface sediments at the deepest points of the Atacama Trench and adjacent bathyal margin. In addition, we investigated the sources of OM in Atacama Trench sediments using a mixing model based on the isotopic signal of organic carbon and total nitrogen from different zones of the water column and bathyal sediments. We complemented our analyses with satellite particulate organic carbon (POC) in surface (0 m) and subsurface (1000 m), and theoretical models to estimate vertical POC export fluxes from the surface to hadalpelagic depths. In this study, we investigated the diversity and abundance of bacterial and eukaryotic IPLs in a total of nine hadal surface (0–1 cm) and subsurface (1–2, and 2–3 cm) sediments on three sites between 7,734 and 8,063 m water depth collected during the HADES-SO261 cruise (March to April 2018) aboard the RV Sonne (Wenzhöfer, 2019) and seven bathyal surface sediments (seven sites; 529–1200 m water depth) collected during the ChiMeBo-SO211 cruise (2–29 November 2010) aboard the RV Sonne (Matys et al., 2017). In addition, we compare our IPL results from surface sediment in the hadal and bathyal regions against samples from the overlying water column from the LowpHOX-2 cruise recently reported by Cantarero et al. (2020). This includes size-fractionated suspended OM (0.3–2.7 and 2.7–53 µm) at two stations and from six water depths that are representative of the dominant biogeochemical zonation associated with the ODZ of this region: chlorophyll maximum (∼ 10 m), upper chemocline (∼ 25 m), lower chemocline (∼ 45 m), upper ODZ (∼ 60 m), core ODZ (∼ 250 m), and mesopelagic zone (∼ 750 m). Additionally, we compare our results with stable isotope data from nonhadal sediments (<6000 m) and deep sediment traps from the Atacama region (2,300 and 3700 m). In Chapter 1 we investigated the chemical diversity and abundance of microbial IPL as markers of one of the most labile molecular fractions of MO in sediments of the deepest points of the Atacama Trench. More specifically, we evaluate the possible origin of IPLs from in situ production versus allochthonous transport and the presence of unique IPL signatures of the in situ microbial community, as well as evidence for molecular adaptations (i.e., changes in the chemical structure of the IPLs) to the extreme conditions of the hadal region. The results suggest that bacterial and eukaryotic IPLs in surface hadal sediments of the deepest points of the Atacama Trench share characteristics with those in bathyal sediments and differ from those found in suspended particles from the upper 750 m of the water column, including the ODZ. This indicates that (a) most IPLs abundant in the upper water column are almost entirely degraded during their descent to the hadal seafloor and (b) IPLs found in the hadal sediments are predominantly derived from in situ microbial communities. In addition, the high ratios of unsaturated/saturated fatty acids in hadal sediments are likely indicative of the homeoviscous adaptation of these organisms to the high pressure and low temperatures present in this environment, allowing them to maintain the fluidity of their cell membranes.In Chapter 2 we perform a comprehensive analysis of stable isotope of bulk OM to trace carbon and nitrogen sources over the overlying water columna as well as in bathyal-hadal surface sediment. We assess the relative contributions of OM and particle export connecting sunlit ocean surface productivity to the twilight zone and hadal seafloor. Using a mixing model based on the isotopic signals of organic carbon and total nitrogen in pelagic particulate organic matter (POM) and sedimentary OM, we estimate that ~75% of the POM present in surface sediments of the Atacama Trench could be derived from bathyal sediments. When the bathyal sediment is excluded from the model, we calculate that ~68% of sedimentary OM in the hadal sediments could derive from the epipelagic región (<200 m). Notably, the vertical POC fluxes that best fit with the existing data from deep sediment traps (~2300 and 3700 m) suggest that ~3.3% of the total POC flux that reaches hadal surface sediments derives from surface waters. Therefore, we conclude that sediment transport along the continental slope and abyssal slopes to the benthic hadal zone contributes to a greater input of organic carbon compared to that which arrives by sinking from the water column. However, since the fluxes of these sources
are expected to vary both spatially and temporally and the fact that the bulk geochemistry of sediment includes time scales larger than the water column, we cannot rule out a greater contribution from the surface epipelagic zones at certain times of the year.
Descripción : Tesis para optar al grado de Doctor en Oceanografía2023-01-01T00:00:00Z