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GENÉTICA DE POBLACIONES MOLECULAR DE LOS PRIMATES DEL
GÉNERO Lagothrix (Atelidae; Platyrrhini; Primates): LA POSICIÓN
SISTEMÁTICA DEL TAXÓN tschudii Y LA ESTRUCTURA ESPACIAL EN L. l.
poeppigii MEDIANTE SECUENCIAS MITOCONDRIALES
AIMARA ESTELA ALBINO BUELVAS
TRABAJO DE GRADO
Presentado como requisito parcialPara optar al título de
MAGISTER EN CIENCIAS BIOLÓGICAS
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE CIENCIAS
MESTRÍA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS
Bogotá, D. C., COLOMBIA
Julio 2017
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GENÉTICA DE POBLACIONES MOLECULAR DE LOS PRIMATES DEL
GÉNERO Lagothrix (Atelidae; Platyrrhini; Primates): LA POSICIÓN
SISTEMÁTICA DEL TAXÓN tschudii Y LA ESTRUCTURA ESPACIAL EN L. l.
poeppigii MEDIANTE SECUENCIAS MITOCONDRIALES
AIMARA ESTELA ALBINO BUELVAS
APROBÓ
_____________________________ ________________________________
Concepción J. Puerta Bula, Ph.D. Alba Alicia Trespalacios, Ph.D.
Decana Directora de Posgrado
Facultad de Ciencias Facultad de Ciencias
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NOTA DE ADVERTENCIA
"La Universidad no se hace responsable por los conceptos emitidos por sus alumnos en sus
trabajos de tesis. Solo velará por que no se publique nada contrario al dogma y a la moral
católica y porque las tesis no contengan ataques personales contra persona alguna, antes
bien se vea en ellas el anhelo de buscar la verdad y la justicia".
Artículo 23 de la Resolución N° 13 de julio de 1946.
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AGRADECIMIENTOS
A Dios quien me Bendice en cada uno de los pasos de mi vida.
Gracias a mi mamá Glenys Buelvas por su apoyo incondicional en este proyecto
académico; no hubiera sido posible si su ayuda.
A mi esposo Jose por su paciencia, tolerancia, su amor y ayuda en todo momento. Gracias.
Gracias a mi Emanuel mi hijo quien ha sido mi inspiración y el motivo por el cual
emprendí este proyecto.
A mis hermanos Carmen, Jaime y Osvaldo por su confianza y palabra de aliento en los
momentos difíciles.
A la Secretaría de Educación del Distrito, por concederme la beca que me permitió
avanzar en mi formación académica
A Manuel Ruiz García por la oportunidad brindada en este proyecto, su confianza y su
comprensión. Gracias.
A Mireya Pinedo por su paciencia, por todo lo enseñado y por su comprensión. Gracias
A mis compañeros de laboratorio María Fernanda, Jessica, Sebastián, Laura, Ana,
Lucia, Juan Manuel por la ayuda en todo momento.
Por último y no por eso menos importante, agradezco a todas aquellas personas familiares
y amigos que no se mencionaron y que han tenido que ver indirectamente con la
realización de este proyecto.
A todos MUCHAS GRACIAS….
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RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo principal aportar conocimiento molecular relevante
para la sistemática y taxonomía del género Lagothrix. Por primera vez se secuenció el gen
mitocondrial COII, para muestras del taxón tschudii, procedente del sur de Perú y norte de
Bolivia, que fueron contrastadas con muestras de las subespecies (L. l. lagotricha, L. l.
lugens, L. l. poeppigii y L. l. cana) tradicionales de Lagothrix lagotricha. Además, se
realizaron análisis de estructura espacial para el taxón L. l. poeppigii, que pudiera inducir a
pensar la existencia de dos poblaciones (L. p. poeppigii y L. p. castelnaui) dentro de L. l.
poeppigii.
Los principales resultados de esta investigación son los siguientes: los arboles obtenidos
con diferentes procedimientos mostraron que los individuos clasificados como tschudii
formaron un clado monofilético. Las distancias genéticas más bajas de L. l. tschudii con
respecto a otros taxones fueron con L. l. cana (1.6%) y con L. l. lagothricha (1.7%),
mientras que las distancias genéticas más altas fueron con L. l. lugens (3.3%) y L. l.
poeppigii (2.5%); también mostró niveles medio-altos de diversidad genética. Los análisis
de estructura espacial (Test de Mantel, autocorrelación espacial, estadístico Ay, AIDA,
GLIA) para L. l. poeppigii no detectaron ninguna prueba a favor de algunos taxones
diferenciables dentro del rango geográfico de L. l. poeppigii.
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CONTENIDO
pág.
0.Introducción……………………………………………………………………………15
1. Planteamiento de Problema y Justificación………………………………………....17
2. Marco Teórico…………………………………………………………………………18
2.1 Género Lagothrix……………………………………………………………………..18
2.2 Hábitos Alimenticios…………………………………………………………………18
2.3 Reproducción…………………………………………………………………………18
2.4 Descripción Morfológica y Distribución Geográfica…………………………………19
2.5 ADN Mitocondrial……………………………………………………………………22
3. Objetivos………………………………………………………………………….......26
3.1 Objetivo General……………………………………………………………………..26
3.2 Objetivos Específicos………………………………………………………………..26
4. Materiales y Métodos………………………………………………………………..27
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4.1 Orígenes de las Muestras…………………………………………………………..27
4.2 Extracción de ADN………………………………………………………………..28
4.3 Amplificación y Secuenciación…………………………………………………...29
4.4 Análisis de datos – Procedimientos Filogenéticos………………………………..30
4.5 Análisis de Distancias Genéticas y de Heterogeneidad Genética………………...31
4.6 Diversidad Genética………………………………………………………………31
4.7 Cambios Demográficos evolutivos……………………………………………….31
4.8 Estructura Genética Espacial……………………………………………………..32
5. Resultados………………………………………………………………………..35
5.1 Resultados para el taxón tschudii – Inferencias Filogenéticas…………………..35
5.2 Distancias Genéticas y Heterogeneidad Genética……………………………….39
5.3 Diversidad Genética………………………………………………………..........43
5.4 Evolución Demográfica en L. l. tschudii………………………………………..44
5.5 Resultados para Lagothrix lagotricha poeppigii………………………………..47
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5.6 Análisis Genético Espacial para Lagothrix lagotricha poeppigii…………….48
6. Discusión……………………………………………………………………….56
6.1 Discusión de los resultados del taxón tschudii………………………………..56
6.2 Discusión de los resultados de Estructura Espacial de L. l. poeppigii………...61
7. Conclusiones…………………………………………………………………...64
8. Bibliografía…………………………………………………………………….65
9. Anexos…………………………………………………………………………76
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LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Descripción Morfológica de Lagothrix lagotricha, según Fooden (1963), Groves
(2001)………………………………………………………………………………………19
Tabla 2. Distribución Geográfica de Lagothrix lagotricha, según Fooden (1963), Groves
(2001)………………………………………………………………………………………20
Tabla 3. Investigaciones en Relaciones Filogenéticas en Primates ………………………23
Tabla 4. Origen geográfico de las muestras de L. l. poeppigii y tschudii…………………27
Tabla 5. Kimura 2P distancia genética en porcentajes (%) entre seis taxones diferentes de
Lagothrix…………………………………………………………………………………..40
Tabla 6. Heterogeneidad genética global y flujo genético (Nm) estadísticos para las cinco
subespecies de Lagothrix lagotricha analizadas para el gen mitocondrial COII………….41
Tabla 7. Estadístico FST y el estadístico NST entre los seis diferentes taxones de Lagothrix
utilizando el gen mitocondrial COII……………………………………………………….42
Tabla 8. Test de probabilidad exacta (P) y desviación estándar entre los seis diferentes
taxones de Lagothrix utilizando el gen mitocondrial COII………………………………42
Tabla 9. Estimación de flujo genético (Nm) entre los seis diferentes taxones de Lagothrix
utilizando el gen mitocondrial COII……………………………………………………….43
Tabla 10. Diversidad genética en seis taxones de Lagothrix con mitocondrial COII……43
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Tabla 11. Distancia genética de Kimura 2P en porcentajes (%) entre todos los pares de
poblaciones de Lagothrix lagotricha poeppigii secuenciadas y desviaciones estándar……47
Tabla 12. Análisis de autocorrelación Espacial por medio del procedimiento AIDA para
10 poblaciones de Lagothrix lagotricha poeppigii con el índice II y el coeficiente cc……51
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Ubicación geográfica de las muestras de Lagothrix lagotricha poeppigii y el
taxón tschudii………………………………………………………………………………28
Figura 2 Análisis filogenético del gen mitocondrial COII en varias subespecies de
Lagothrix. Árbol Máxima Verosimilitud MLT…………………………………………….36
Figura 3 Análisis filogenético del gen mitocondrial COII en varias subespecies de
Lagothrix. Árbol Bayesiano BI……………………………………………………………37
Figura 4 Red de haplotipos de los diferentes taxones de Lagothrix………………………38
Figura 5A Distribución de coincidencias entre pares de secuencias observadas
(Distribución Mismatch). Taxón tschudii. Tamaño constante de la población de
hembras…………………………………………………………………………………….44
Figura 5B Distribución de coincidencias entre pares de secuencias observadas
(Distribución Mismatch). Taxón tschudii. Expansión poblacional………………………..45
Figura 6 Bayesian skyline plot (BSP) para determinar posibles cambios demográficos a
través de la historia natural de tschudii…………………………………………………….46
Figura 7A Test de Mantel entre las distancias geográficas y genéticas parra Lagothrix
lagotricha poeppigii………………………………………………………………………48
Figura 7B Test de Mantel entre las distancias geográficas y genéticas parra Lagothrix
lagotricha poeppigii………………………………………………………………………49
Figura 8A análisis de autocorrelación especial para Lagothrix lagotricha poeppigii……50
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Figura 8B análisis de autocorrelación especial para Lagothrix lagotricha poeppigii……50
Figura 9 Genetic Landscape Interpolation Analysis (GLIA) para Lagothrix lagotricha
poeppigii…………………………………………………………………………………..52
Figura 10 Análisis del algoritmo de Monmonier para detector barreras geográficas de
Lagothrix lagotricha poeppigii…………………………………………………………..53
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ANEXOS
Anexo A Análisis filogenético del gen mitocondrial COII en varias subespecies de
Lagothrix. Kimura 2P.
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INTRODUCCIÓN
Los Neotrópicos, áreas tropicales del Sur y Centro América albergan el mayor número de
especies de primates. Muchas de estas especies se enfrentan a un grave riesgo de extinción
debido a factores antropogénicos como la caza y la deforestación (Shanee & Shanee 2009).
Está ampliamente aceptado que el Orden Primates se divide en dos subórdenes:
Strepsirhini, que comprende los lemuroides, lorisoides y daubentonioides; y Haplorhini,
que agrupa los infraordenes tarsiiformes, catarrhini (o sea los monos y simios del Viejo
Mundo) y los platyrrhini (o primates neotropicales) (Defler 2010), siendo los platyrrhini
especies asignadas a la Superfamilia Ceboidea, que a su vez se dividen en tres familias,
según los estudios moleculares más recientes: Atelidae, Cebidae, y Pitheciidae (Goodman
et al., 1998, 1999, Wildman and Goodman 2004).
Los platirrinos llamados monos del Nuevo mundo (NWMs) representan un grupo
monofilético, que habitan en Sur y América Central (Goodman et al., 1998, 1999, Wildman
and Goodman 2004). El registro fósil de los platirrinos en América del Sur se remonta al
Oligoceno hace aproximadamente 26 millones de años (MacFadden 1990). Los platirrinos
evolucionaron en aislamiento de otros primates, y ellos han desarrollado características
distintivas tales como denticiones altamente especializadas y colas prensiles que sirven
como un quinto miembro para los monos araña (Atelidae), y algunas especies de Cebidae
(Wildman et al., 2009).
La sistemática de los monos del Nuevo mundo ha sido causa de muchas investigaciones y
debates, especialmente desde los años 70 (Schneider & Sampaio 2015), e incluso a pesar de
que las relaciones filogenéticas de los primates platirrinos han sido extensamente
estudiadas desde una perspectiva molecular desde hace 20 años, se mantienen preguntas
acerca de sus relaciones filogenéticas (Opazo et al., 2006, Poux et al., 2006).
Los estudios moleculares han evidenciado claramente que la familia Atelidae está
compuesta por los siguientes géneros actuales: Alouatta (monos aulladores), Ateles (monos
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araña), Lagothrix (monos lanudos de Humboldt) y Brachyteles (muriquis) (Schneider et al.,
1993, Harada et al., 1995, Von Dornum & Ruvolo 1999, Opazo et al., 2006).
Los estudios morfológicos del género Lagothrix fueron los primeros publicados intentando
aportar conocimiento en referencia a la sistemática y taxonomía de este género de Atelidae.
Fooden (1963) argumentó que este género está formado por dos formas alopátricas bien
marcadas que serían Lagothrix flavicauda, especie monotípica y Lagothrix lagotricha, con
cuatro subespecies (L. l. lagotricha, L. l. lugens, L. l. poeppigi y L. l. cana). Groves (2001)
reorganizó la taxonomía asignando a L. flavicauda a un género aparte Oreonax, y eleva
todas las subespecies definidas por Fooden al nivel de especies, con un nuevo taxón
tschudii (procedente de las zonas andinas del sur de Perú y norte de Bolivia) como
subespecie de L. cana, y reconoce dos posibles subespecies al interior de L. poeppigii (L. p.
poeppigii y L. p. castelnaui), distribuidas básicamente por la Amazonía ecuatoriana,
peruana y zona occidental de la Amazonía brasileña.
Los resultados a nivel molecular de los trabajos realizados por Ruiz-García & Pinedo-
Castro (2010), Ruiz-García et al., (2014) utilizando secuencias mitocondriales, concordaron
con la taxonomía propuesta por Fooden (1963), en cuanto a que todos los monos lanudos
pertenecen a un único género monofilético Lagothrix con dos especies L. flavicauda y L.
lagotricha, esta última con cuatro subespecies bien diferenciadas, aunque con claros
eventos de introgresión e hibridación reciente entre ellas. No obstante; aún no existe
claridad a nivel molecular sobre la posición taxonómica del taxón tschudii, el cual en la
taxonomía de Fooden (1963) no fue diferenciado de L. l. cana, y de las dos posibles
subespecies de L. poeppigii de acuerdo con taxonomía de Groves (2001). Este es el primer
trabajo en el que se analizan secuencias mitocondriales del taxón tschudii para conocer a
nivel molecular su posición taxonómica con respecto a otras formas de Lagothrix y detectar
posible estructura espacial de L. l. poeppigii, que pudiera inducir a pensar en la existencia
de dos poblaciones dentro de esta forma bien diferenciada (L. p. poeppigii y L. p.
castelnaui).
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN
A lo largo de los años, se han tratado de resolver las relaciones existentes entre los taxones
del género Lagothrix, realizando diferentes propuestas sobre su taxonomía; originalmente
se utilizaron, caracteres morfológicos, como caracteres craneales, dentales, dimorfismo
sexual; patrones de coloración del pelaje, (Fooden 1963, Groves 2001, Paredes-Esquivel
2003, Defler 2014), y más recientemente secuencias mitocondriales (Ruiz-García &
Pinedo-Castro 2010, Botero et al., 2010, Ruiz-García et al., 2014, Botero et al., 2014, 2015,
Di Fiori et al., 2015), teniendo como resultado diferencias en cuanto a la posición
sistemática de los taxones del genero Lagothrix.
Teniendo en cuenta que la especie Lagothrix lagotricha, se encuentra incluida en el Decreto
Supremo 034-2004-AG como Vulnerable (VU) por la IUCN (Pacheco & Cornejo 2011), es
importante resaltar la necesidad de investigaciones en taxonomía debido a que las
decisiones sobre temas de conservación biológica frecuentemente se toman en condiciones
de información (biológica y social) limitada (Monroy-Vilchis 2007). La taxonomía
proporciona al hombre un marco organizativo que permite reconocer e interpretar la
diversidad de los seres vivos, siendo la primera etapa en cualquier aproximación racional a
la conservación de la biodiversidad (Mayden & Wood 1995).
Por lo tanto, el reconocimiento de los diferentes taxones de la especie Lagothrix lagotricha
y su ubicación taxonómica, sobre todo de aquellos taxones como tschudii con el cual no se
ha realizado ningún estudio molecular, son esenciales para diferenciar las distintas
poblaciones de una especie y proporcionar elementos importantes para la cuantificación y
evaluación de la biodiversidad, a la hora de tomar decisiones de conservación o de
establecer prioridades sobre actuaciones humanas de impacto medioambiental (Iriondo
2000).
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2. MARCO TEÓRICO
2.1 Género Lagothrix
Los individuos pertenecientes al género Lagothrix, son animales grandes y robustos que
están entre los primates neotropicales de mayor talla. Los adultos pueden pesar entre 6 y 10
kg o más, de acuerdo con su edad y otros factores, pero usualmente alcanzan 8 kg. Junto
con los otros Atélidos y Cebus, poseen colas prensiles y, en el caso de los primeros
(Lagothrix, Ateles, Brachyteles y Alouatta), sus colas sirven como un quinto miembro, muy
importante en diferentes posturas, especialmente las adoptadas mientras se alimentan. El
cuerpo de los Lagothrix está recubierto con un pelaje lanoso, y usualmente de colorido
uniforme, aunque presenta también diversos tonos en diferentes partes de su cuerpo (Defler
2010), dentro de la misma subespecie.
2.2 Hábitos Alimenticios.
El género es esencialmente frugívoro, por lo que requiere bosques de alta productividad y
baja perturbación para sobrevivir (Defler 2003). Se alimentan principalmente de frutos
maduros, consumiendo además hojas, semillas, invertebrados y pequeños vertebrados
(Defler 1989, 1996) reportan la composición de su dieta en un 78.9% de frutos, 11.4% de
hojas, 4.3% de semillas, 4.9% de invertebrados, 0.1% de flores, y 4.7% de otros ítems;
siendo los frutos de las familias Moraceae, Sapotaceae y Leguminosae los más consumidos,
abarcando el 43% del consumo de frutos, (Pacheco & Cornejo 2011).
2.3 Reproducción
Alcanzan la adultez entre los 5 y 7 años (Defler 2003). Di Fiore & Campbell (2007) refiere
que en Lagothrix son las hembras las que se dispersan, siendo posible que los machos
también lo hagan; los machos son dominantes sobre las hembras, no existiendo un fuerte
lazo afiliativo entre los miembros del grupo; las hembras copulan con varios machos,
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eligiendo ellas a los machos. Además, se menciona que en este género el ciclo sexual en las
hembras es de aproximadamente 18 días. La primera reproducción de las hembras ocurre
aproximadamente a los 9 años, la gestación dura entre 210 y 255 días, los partos de la única
cría por camada suelen ser entre fines de la época húmeda e inicios de la época seca y el
intervalo entre nacimientos es de 36.7 ± 4.7 meses. (Pacheco & Cornejo 2011).
2.4 Descripción Morfológica y Distribución Geográfica
Los individuos de este género habitan en tierra firme y los bosques estacionalmente
inundados en la amazonia occidental a una altitud de 1800 m en las estribaciones Andinas,
de Colombia hasta el río Tambopata en Perú (Fooden 1963, Ramírez 1988, Eisenberg 1989,
Emmons & Feer 1999), véase tabla 1y 2.
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Tabla 1. Descripción Morfológica de Lagothrix lagotricha, según Fooden (1963), Groves
(2001).
Fooden 1963 Groves 2001
Lagothrix
lagothricha
lagothricha
Tronco marrón claro, Corona como
la espalda o más pálido.
Color marrón claro uniforme,
corona de color pálido.
Lagothrix
lagothricha poeppigii
Tronco rojizo, corona claramente
definida marrón oscuro.
Marrón rojizo, corona de color
marrón oscuro.
Lagothrix
lagothricha cana
Tronco oliváceo, corona claramente
definida de marrón a negruzco, sin
línea pálida media-sagital.
Cuerpo gris azulado u oliváceo
color con la cabeza marrón-
negruzca, manos oscuras, pies y
cola, ninguna línea sagital media
en la cola.
Lagothrix
lagothricha lugens
Tronco gris plata pálido a marrón
oscuro o negruzco, con o sin parche
de corona oscura de manera
contrastante, línea coronal media-
sagital pálida frecuentemente
presente.
Gris plateado a negro, la
oscuridad de la capa y la longitud
del pelo están positivamente
correlacionadas con la elevación.
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Tabla 2. Distribución Geográfica de Lagothrix lagotricha, según Fooden (1963), Groves
(2001).
Fooden 1963 Groves 2001
Lagothrix
lagothricha
lagotricha
El este de Colombia, el noreste de
Ecuador y el noroeste de Brasil;
Región norte del Río Solimões y al
este del Río Aguarico-Napo.
Norte del Río Amazonas desde la orilla
norte de los ríos Napo-Aguarico en Ecuador
y Perú hasta el lado oeste del Río Negro en
Brasil, hasta el Alto Orinoco en Venezuela,
incluyendo la Amazonía colombiana hasta
el Rio Guaviare en el Sur de Vichada. A
400m sobre el nivel del mar.
Lagothrix
lagothricha
poeppigii
El este de Ecuador, el este de Perú y
el oeste de Brasil; Región oeste del
Río Napo-Amazonas y Río Jurua.
Al sur de los ríos Napo y Aguarico a través
de una gran fracción del departamento de
Loreto en la Amazonía peruana, incluyendo
los ríos Marañón y Ucayali, y la Amazonía
Ecuatoriana hasta el rio Juruá en la
Amazonía brasileña. A 800m sobre el nivel
del mar (hasta 1200 m en partes de los
Andes ecuatorianos y peruanos).
Lagothrix
lagothricha
cana
El oeste de Brasil, el sureste de Perú
y, probablemente, el norte de
Bolivia; región entre los Ríos Jurmi
y Tapajós.
Al este del Rio Juruá, al lado oeste del Río
Tapajós, principalmente en la Amazonía
brasileña; el río Madre de Dios en Perú;
Parches aislados en el norte de Bolivia, así
como hacia el norte a lo largo de la orilla
izquierda del Rio Ucayali al Rio Pachitea.
A 1600m sobre el nivel del mar en los
Andes cerca de Cuzco.
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Lagothrix
lagothricha
lugens
Colombia, pendiente oriental de la
Cordillera Oriental y el Alto Río
Magdalena.
Este de la cordillera oriental colombiana
hacia el norte hasta los ríos Guayabero y
Apuré cerca de la frontera entre Colombia y
Venezuela.
Las poblaciones fragmentadas se
distribuyen en la región del Alto Magdalena
(especialmente en el departamento de Huila
y Tolima) y en la Cordillera Central a lo
largo del Rio Magdalena (Serranía de San
Lucas, departamento de Bolívar, En el
Departamento de Córdoba y en el
Departamento de Antioquia y Santander).
100-3000 m sobre el nivel del mar.
2.5 ADN Mitocondrial
El ADN mitocondrial es una molécula única con una historia molecular singular (Ballard &
Whitlock 2004). El genoma mitocondrial de los mamíferos consiste en una molécula
circular de ADN de doble hebra de 15 000 a 17 000 pares de bases de longitud. Treinta y
siete genes están codificados por el mtADN. Veinticuatro codifican la maquinaria de
traducción del mtDNA en sí (22 tRNAs y dos rRNAs). Los 13 genes adicionales codifican
para subunidades de la cadena de transporte de electrones donde los carbohidratos y las
grasas se oxidan para generar dióxido de carbono, agua y ATP (Ballard & Whitlock 2004).
Las razones para la adopción de mtDNA como marcador filogenético y fileogeográfico son
bien conocidas. Experimentalmente, el mtDNA es relativamente fácil de amplificar porque
tiene múltiples copias en la célula (Gissi et al., 2008). El ADN mitocondrial es muy
variable en las poblaciones naturales debido a su elevada tasa de mutación, que puede
generar alguna señal sobre la historia de la población en tiempo cortos. Claramente, el
mtADN es la solución más conveniente y más barata cuando una nueva especie tiene que
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ser explorada genéticamente en el medio silvestre (Galtier et al., 2009). Sin embargo, las
razones más a menudo invocadas para justificar esta elección son más fundamentales
(Ballard & Whitlock 2004, Ballard & Rand 2005). En primer lugar, su herencia es clonal
(materna), lo que significa que todo el genoma se comporta como un solo locus no
recombinante compartiendo todos los sitios una genealogía común, la falta de
recombinación significa que toda la molécula tiene la misma historia (Ballard & Whitlock
2004). Esto simplifica considerablemente la representación y el análisis de los datos de
variación intraespecífica. En segundo lugar, se ha supuesto que el mtADN evoluciona de
manera casi neutral. Al involucrarse en las funciones metabólicas básicas (respiración), los
genes mitocondriales codificados han sido considerados como menos probables que otros
genes de estar involucrados en procesos adaptativos. Por último, y no independientemente,
la tasa evolutiva de mtADN se ha asumido como reloj molecular estable en ausencia de
cualquier mutación se propaga a través de la selección positiva, sólo mutaciones neutras (y
ligeramente deletéreos) se acumulan en el tiempo, por lo que los niveles de divergencia
mtADN debe reflejar tiempos de divergencia (Galtier et al., 2009).
Específicamente los genes mitocondriales del Complejo Citocromo C oxidasa desempeña
un papel crítico en el paso oxidativo terminal del metabolismo energético al catalizar la
transferencia de electrones de citocromo c reducido (una proteína nuclear) a oxígeno para
formar agua. Además, actúa como un sistema de transferencia de carga y una bomba de
protones, dando como resultado un gradiente de iones a través de la membrana
mitocondrial que impulsa la síntesis de ATP en la fosforilación oxidativa (Capaldi 1990).
Concretamente el gen mitocondrial Citocromo Oxidasa sub-unidad II (COII), ha sido
utilizado en diversos estudios para inferir relaciones filogenéticas en primates, ejemplo de
ello son las siguientes investigaciones que aparecen en la tabla 3.
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Tabla 3. Investigaciones en Relaciones Filogenéticas en Primates
Adkins & Honeycutt
(1994).
Examinaron la variación de la secuencia de nucleótidos y
aminoácidos del gen mitocondrial COII en 25 primates (4
hominoides, 8 monos del Viejo Mundo, 2 monos del Nuevo
Mundo, 2 tarsiers, 7 lemuriformes, 2 lorisiformes). En
congruencia con estudios previos sobre COII, encontraron que
los monos y simios han sufrido un aumento casi dos veces
mayor en la tasa de reemplazo de aminoácidos en relación con
otros primates. Los aminoácidos funcionalmente importantes
se conservan generalmente entre todos los primates, la
aceleración en los reemplazos de aminoácidos en primates
superiores está asociada con una mayor variación en el
extremo amino terminal de la proteína.
Ascunce et al., (2002). Analizaron la variación de la secuencia de nucleótidos en el
gen mitocondrial (COII) en 27 especímenes de monos del
Nuevo Mundo. El objetivo principal de este trabajo es
informar de las características de la evolución de COII en
platyrrhines, útiles en futuros estudios sistemáticos
moleculares (Describir el patrón general de composición de
nucleótidos y uso de codones. Comparar los patrones de
sustitución de nucleótidos entre las posiciones de codones en
función de la divergencia evolutiva. Evaluar la tasa de
variación entre los platyrrhines considerando los diferentes
tipos de sustitución (transiciones y transversiones)).
Plautz et al., (2009). Evaluaron las relaciones filogenéticas entre siete de los
taxones de Aotus.
Ruiz-García & Pinedo. Analizaron el gen mitocondrial COII en 97 especímenes de
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(2010). Lagothrix lagothricha, pertenecientes a los taxones lugens,
lagothricha, poeppigii y cana, los autores sugieren que estos
taxones son subespecies y no especies como lo sugerido por
Groves (2001). El inicio de la diversificación haplotipica en
Lagothricha se dio alrededor de 2.5 millones de años
coincidiendo con el inicio del Pleistoceno.
Ruiz-García et al.,
(2014).
Secuenciaron los genes mitocondriales de 141 monos lanudos,
con el objetivo de proporcionar nuevos conocimientos sobre
su filogeografía y las relaciones filogenéticas. Se analizan
ocho individuos del mono cola amarilla (flavicauda) endémico
de Perú, teniendo como resultados que L. flavicauda mostró
una diversidad genética de cero. La distancia genética y los
análisis filogenéticos, sugieren que todos los monos lanudos
podrían ser incluidos en un único género, Lagothrix, dividido
en dos especies: L. flavicauda y L. lagothricha, coincidiendo
con la clasificación de Fooden (1963), pero no apoyan la
clasificación propuesta por Groves (2001).
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3. OBJETIVOS
3.1 GENERAL
Aportar nuevo conocimiento molecular relevante para la sistemática y taxonomía del
género Lagothrix.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar las relaciones filogenéticas del taxón tschudii, con respecto a otras formas del
género Lagothrix, por medio del gen mitocondrial COII.
Analizar secuencias del gen mitocondrial COII de Lagothrix lagothricha poeppigii para
detectar estructura genética espacial y así aportar evidencia en favor, o en contra, de la
existencia de posibles taxones bien diferenciados en el interior del mismo ((L. p. poeppigii
y L. p. castelnaui, sensu Grooves 2001).
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4. MATERIALES Y METODOS
4.1 Orígenes de las muestras
En la tabla 4 se encuentra el origen geográfico y número de muestras de Lagothrix
lagothricha poeppigii y el taxón tschudii, que fueron muestreados por los investigadores
del presente trabajo.
Tabla 4. Origen geográfico de las muestras de Lagothrix lagotricha poeppigii y tschudii.
Taxón País Departamento Provincia/PN/Rio Número de muestras
Santa Rosa
Cerros de Orellana
Yurimaguas
Rio Tapiche-Requena
Caballococha
Contamana
Rio Nanay
Barranca
Rio Napo
Jeberos
Shepahua
Puerto Portillo
Yarinococha
Chimbote 1
Sarayaku
Canelos
Andoas
Arajuno
Rio Tigre
PN Yasuni
Cononaco
Orellana San José Payamino 2
Yaupi
Gualaquiza
Pano 2
Brasil Rio Javari 2
Cusco 6
Madre de Dios Rio Mana 1
Madidi
Apolobamba
poeppigii
3La Paz
Perú
Bolivia
Pastaza
Morona Santiago
17
2
Ecuador
Loreto
Ucayali
Perú
26
6
tschudii
- 28 -
Figura 1. Ubicación geográfica de las muestras de Lagothrix lagotricha poeppigii
(amarillo) y el taxón tschudii (verde). Tomado de Google Earth.
4.2 Extracción de ADN.
El ADN fue extraído de trozos de piel, pulpa dentaria, uña y de bulbo de pelo. La
preparación de los tejidos se realizó de la siguiente manera:
Piel: se cortó una muestra de aproximadamente 1cm2. Ésta fue picada y macerada usando
300μl de buffer de lisis de piel (solución de 2.5 ml de Tris-HCL, 0,1 ml de EDTA, 1 ml de
NaCl y 2ml de SDS 10% en 44,4 ml de H2O). Éste macerado fue transferido a un tubo al
que se agregaron 300μl adicionales de buffer, 10 μl de proteinasa-k y 20 μl de ditiotreitol
(DTT) y finalmente fue llevado a incubación en baño de maría (56°C) durante cinco
noches.
Pulpa dentaria: Se tomaron uno o dos dientes de cada individuo dependiendo de la cantidad
de pulpa dentaria que presentaran, se lavaron con hipoclorito y agua destilada y se
rompieron para extraer la pulpa interior, este tejido fue transferido a un tubo eppendorf.
- 29 -
Pelo: se tomaron pelos en los que se distinguiera fácilmente el bulbo y se lavaron con
detergente SDS al 20% y 1 ml de agua destilada.
La extracción del ADN se realizó para las muestras de piel con algunas variaciones (se
realizaron dos lavados con fenol y dos con cloroformo) de los protocolos descritos en
Sambrook et al., (1989). Para las muestras de pelo y pulpa dentaria se añadieron 200 μl de
una solución de resina Chelex® al 20%, 20 μl de DTT y 10 μl de Proteinasa - K,
posteriormente las muestras fueron dejadas por una noche en baño maría (56°C). Al día
siguiente se llevaron a temperatura de ebullición durante 8 minutos. Finalmente fueron
centrifugadas y el sobrenadante fue utilizado para protocolo de PCR. Para el caso de las
uñas fueron cortadas en pequeños pedacitos y procesadas con el protocolo del Kit Blood
and tissue de Quiagen.
4.3 Amplificación y Secuenciación.
Los primers empleados para la amplificación, el gen mitocondrial COII fueron L6955 (5-
AACCATTTCATAACTTTGTCAA-3) y H7766 (5-CTCTTAATCTTTAACTTAAAAG-
3) (Collins & Dubach 2000).
La PCR se realizó en un volumen final de 25 μl con mezclas de reacción con 2.5 μl de
Buffer10X, 2.5 μldeMgCl2 3mM, 1μ de dNTPs1mM, 1μl(8pmol) de cada primer, 1μl de
Taq DNA polimerasa, H20 y ADN. Las reacciones de PCR fueron llevadas a cabo en un
termociclador BioRad. Las amplificaciones se realizaron utilizando los siguientes
parámetros: 95 °C, 45s; 50 °C, 30s; 72 °C, 30s; con una extensión final de 72 °C, 5min.
Todas las reacciones de PCR incluyeron controles positivos y negativos y fueron
chequeados en gel de agarosa al 2%. Posterior al chequeo, las muestras fueron enviadas
para secuenciación automática a MACROGEN U.S.A.
- 30 -
4.4 Análisis de Datos - Procedimientos Filogenéticos para el taxón tschudii
El programa MrModeltest v2.3 (Nylander 2004) y el programa Mega 6.05 (Tamura et al.,
2013) fueron aplicados para determinar el mejor modelo de evolución nucleotidica para las
secuencias analizadas. El criterio de información Akaike (AIC, Akaike 1974, Posada &
Buckley 2004) y el criterio de información Bayesiano (BIC, Schwarz 1978) fueron usados
para determinar el mejor modelo de evolución nucleotidica.
Los arboles con BI (Inferencia Bayesiana) fueron construidos con el programa BEAST
v.1.8.1 (Drummond et al., 2012) para las secuencias analizadas. Cuatro iteraciones fueron
corridas usando tres particiones de datos (codón 1, codón 2, y codón 3). La convergencia se
comprobó utilizando Tracer v1.6 (Rambaut et al., 2013). Se traza la probabilidad versus la
generación y se estimó el tamaño efectivo de la muestra (ESS) > 200) de todos los
parámetros a través de cuatro análisis independientes para determinar la convergencia.
Todos los valores obtenidos mostraron que el árbol bayesiano es sólido. Los resultados de
las diferentes corridas fueron combinados usando los programas LogCombiner v1.8.0 y
TreeAnnotator v1.8.0 (Rambaut & Drummond 2013). Un modelo de especiación de Yule y
un reloj molecular con una tasa de distribución log-normal no correlacionada (Drummond
et al., 2006) fue utilizado. Los valores de probabilidad posterior proporcionan una
evaluación del grado de soporte de cada uno de los nodos sobre el árbol. Los arboles fueron
visualizados con el Software FigTree v.1.4 (Rambaut 2012). Este programa fue usado para
estimar el ancestro común más reciente (TMRCA) para los diferentes nodos de los BI.
Para estimar los tiempos de divergencia entre los haplotipos encontrados en los análisis de
tschudii con COII, se construyó un Median Joining Network (MJN) (Bandelt et al., 1999)
usando el Software Network 4.6.0.1 (FluxusTecnology Ltd). Adicionalmente, el estadístico
(Morral et al., 1994) y su desviación estándar (Saillard et al., 2000) fueron estimados y
transformados en años.
- 31 -
4.5 Análisis de Distancias genéticas y de Heterogeneidad Genética
Se usaron diferentes test para medir la heterogeneidad genética y para determinar el flujo
génico entre los diferentes taxones de Lagothrix, incluyendo tschudii. Entre ellos se
encuentran los estadísticos HST, KST, KST*, Z and Z* (Hudson et al., 1992a, b), Snn
(Hudson 2000), chi-cuadrado, GST (de las frecuencias haplotipicas) y ST, NST, FST (de las
secuencias nucleotidicas; Hudson et al., 1992a). Estos análisis fueron llevados a cabo con el
programa DNAsp 5.10. También se utilizaron otros dos procedimientos para determinar el
grado de diferenciación por pares de taxones de Lagothrix. Se utilizó el porcentaje de la
distancia de Kimura de 2 parámetros (Kimura 1980) y probabilidades exactas con Cadenas
de Markov Monte Carlo utilizando el procedimiento de Raymond & Rousset (1995). A
partir de esas estimas se obtuvieron valores de posible flujo génico histórico (Nm) entre
pares de taxones de Lagothrix utilizando el modelo isla n-dimensional (Slatkin 1985, Ruiz-
García & Álvarez 2000).
4.6 Diversidad Genética
Los siguientes estadísticos, se utilizaron para determinar la diversidad genética, para el
conjunto de muestras de tschudii y para los otros taxones del género Lagothrix con el gen
mitocondrial COII: número de haplotipos (H), diversidad haplotipica (Hd), diversidad
nucleotidica (), numero promedio de diferencias nucleotidicas (k) y el estadístico por
secuencia. Estos estadísticos de diversidad genética fueron calculados con los programas
DNAsp 5.1 (Librado & Rozas 2009) y Arlequín 3.5.1.2 (Excoffier & Lischer 2010).
4.7 Cambios demográficos evolutivos
Para determinar los posibles cambios históricos en las poblaciones nos apoyamos en tres
procedimientos. Primero, la distribución de desemparejamientos (diferencias entre pares de
secuencias) fue obtenido siguiendo el método de Rogers & Harpending (1992), Rogers et
al., (1996). Se usó el estadístico rg (Harpending et al., 1993, Harpending 1994) para
determinar la similitud entre las curvas observadas y las curvas teóricas. Segundo, se
- 32 -
utilizaron los test de Fu y Li D* y el test F* (Fu & Li 1993), el estadístico Fu Fs (Fu 1997),
el test de Tajima D (Tajima 1989) y el estadístico R2 (Ramos-Onsins & Rozas 2002). Estos
test fueron usados para determinar posibles cambios en el tamaño de la población del total
de muestras de tschudii. Se empleó un intervalo de confianza del 95% y cuyas
probabilidades fueron obtenidas con 10,000 permutaciones de coalescencia. Tercero, se
empleó un Bayesian Skyline plot (BSP) por medio de los programas BEAST v. 1.8.1 y
Tracer v 1.6.
La opción skyline de Coalescencia Bayesiana en los arboles prioritarios, fue seleccionado
con cuatro pasos y un modelo de skyline pieza por pieza constante con 40,000,000
generaciones (se descartaron las primeras 4,000,000), kappa con logaritmo normal [1, 1.25]
y skyline con tamaño de la población constante [0, infinito; valor inicial 80]. En el Tracer
v1.6, las densidades marginales de divisiones temporales fueron analizadas y la opción de
reconstrucción skyline Bayesiana fue seleccionada para el archivo de registro de los
árboles.
4.8 Estructura genética espacial para el taxón L. l. poeppigii
Los análisis de estructura espacial únicamente se emplearon para las secuencias de los
ejemplares de L. l. poeppigii. Estos análisis son importantes para detectar posibles taxones
en el interior de esta forma de primate tal como sugiere Groves (2001).
Algunos de estos análisis requieren de la utilización de poblaciones. Por ello, los 58
ejemplares del taxón poeppigii fueron asignados a 10 poblaciones geográficas diferentes: 1-
Población 1 (coordenadas promedio: -3.511 S, -73.014 W; área de Caballococha, Perú), tres
ejemplares; 2- Población 2 (-5.236 S, -71.26 W; área del río Yavarí, Perú-Brasil), tres
ejemplares; 3- Población 3 (-5.056 S, -73.851 W; área del río Tapiche, Perú), ocho
ejemplares; 4- Población 4 (-7.326 S, -75.009 W; zona central del río Ucayali, en el entorno
de Contamaná, Perú), cinco ejemplares; 5- Población 5 (-10.171 S, -74.072 W; zona del
Alto Ucayali-Shepahua, Perú), seis ejemplares; 6- Población 6 (-2.960 S, -73.351 W; zona
- 33 -
del río Nanay, Perú), tres ejemplares; 7- Población 7 (-5.900 S, -76.083 W; zona del río
Huallaga, Perú), ocho ejemplares; 8- Población 8 (-0.966 S, -75.167 W; zona del río Napo
en el Parque Nacional Yasuní, Ecuador), cuatro ejemplares; 9- Población 9 (-1.733 S, -
77.483 W; provincias Napo y Pastaza, Ecuador), 17 ejemplares; 10- Población 10 (-2.898 S
, -77.949 W; provincia de Morona Santiago, Ecuador), dos ejemplares.
El test de Mantel (Mantel 1967) fue usado para detectar posibles relaciones entre una
matriz de distancias genéticas de Kimura 2P (Kimura 1980) entre los individuos de L. l.
poeppigii estudiados y la matriz de distancias geográficas entre esos individuos. En este
estudio, el estadístico de Mantel se normalizó de acuerdo a Smouse et al., (1986). Este
procedimiento transforma el estadístico en un coeficiente de correlación. Se utilizaron
tanto los datos originales, también los datos fueron logaritmizados con el fin de tener
ambos datos en igual escala para este análisis.
Dos análisis de autocorrelación fueron llevados a cabo. El primer análisis de
autocorrelación espacial (con individuos) empleó el estadístico Ay (Miller 2005) para cada
una de las clases de distancias (DC), donde (Ay = Σi =1); (n Σj>i); (n (Dijwyij) / Σi = 1); (n
Σj>i); (n wyij); donde n es el número de individuos en el conjunto de datos, Dij es la
distancia genética entre las observaciones i y j. Los elementos de una matriz binaria, Wyij,
toman valores de 1 si la distancia geográfica entre la observación i y j está dentro de los
límites especificados para una clase de distancia (DC) específica y son 0 en caso contrario.
Ay puede ser interpretada como el promedio de la distancia genética entre los pares de
individuos que están dentro de una clase de distancia especifica. Ay toma un valor de 0
cuando todos los individuos dentro de una clase de distancia (DC) son genéticamente
idénticos y toma un valor de 1 cuando todos los individuos dentro de una clase de distancia
(DC) son completamente diferentes. La probabilidad para cada una de las clases de
distancia (DC) se obtiene usando 1,000 aleatorizaciones. Este análisis fue llevado a cabo
con el programa AIS (Miller 2005).
- 34 -
El segundo análisis de autocorrelación espacial fue aplicado a las 10 poblaciones
anteriormente referidas. Se utilizó el procedimiento AIDA (Bertorelle & Barbujani 1995).
El coeficiente AIDA II es equivalente al índice I Moran (1950) y el AIDA cc es equivalente
al coeficiente c Geary (1954). Para conectar los individuos secuenciados dentro de cada
clase de distancia, la red Gabriel-Sokal (Gabriel & Sokal 1969, Matula & Sokal 1980) y la
triangulación de Delaunay con eliminación de los cruces de bordes (Ripley 1981, Upton &
Fingleton 1985, Isaaks & Srivastava 1989) fueron usados. Los test de Bonferroni (Oden
1984) y Kooijman fueron estimados para determinar la significancia estadística de los
coeficientes de autocorrelación. Dos AIDA fueron corridos, uno para cuatro clases de
distancia (DC) y otro con ocho clases de distancia (DC).
Otro Análisis espacial fue Genetic Landscape Interpolation (GLIA). Se realizó a través del
procedimiento de “Distancia Inversa Ponderada” “Inverse Distance Weighted” (Miller
2005) para observar en una perspectiva tridimensional la posible estructura genética
espacial de los datos analizados.
El último análisis espacial fue llevado a cabo con el Algoritmo Monmonier (Monmonier
1973, MMDA). Este procedimiento de regionalización geográfica es usado para detectar las
barreras de flujo genético identificando iterativamente conjuntos contiguos, de grandes
distancias genéticas a lo largo de redes (Doupanloup et al., 2002, Manel et al., 2003, Manni
et al., 2004). Una triangulación Delaunay (Brouns et al., 2003, Watson 1992) se empleó
para generar redes de conectividad entre los puntos de muestreo. Una representación
gráfica de las barreras inferidas por el algoritmo se superpone sobre la red de conectividad
para detectar la rápida identificación de importantes características geográficas reflejadas
por el conjunto de datos genéticos. En este caso, se usó este procedimiento para detectar las
barreras geográficas más importantes contenidas en el conjunto de datos en el gen
mitocondrial COII para L. l. poeppigii.
- 35 -
5. RESULTADOS
5.1 Resultados para el taxón tschudii - Inferencias Filogenéticas
BIC mostró que el mejor modelo de sustitución de nucleótidos fue T92 + G (18,602.42),
mientras que el AIC detectó como el mejor modelo, GTR + G (15,251.74).
Ambos árboles filogenéticos obtenidos (Figura 2 y 3) claramente mostraron que 10
individuos clasificados como tschudii conformaron un clado monofilético. Adicionalmente,
los valores de bootstrap (MLT) para el clado de tschudii fueron los más altos obtenidos en
comparación con las otras tradicionales subespecies aceptadas de L. lagothricha. Este valor
fue de 66%. Para las otras subespecies, los valores fueron 52% (cana), 48% (lugens), 12%
(lagothricha) y 6% (poeppigii), respectivamente. Para el segundo caso (BI), todas las
probabilidades posteriores para tschudii y para las cuatro tradicionales subespecies de L.
lagothricha fueron de 1.
- 36 -
!!
!!
!!!!!
!
!!
!
!
!
!
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Figura 2. Análisis filogenético del gen mitocondrial COII en varias subespecies de
Lagothrix. Árbol Maxima Verosimilitud MLT
- 37 -
!
!!
!
!
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!!
!
!! !
Figura 3. Análisis filogenético del gen mitocondrial COII en varias subespecies de
Lagothrix. Árbol Bayesiano BI.
- 38 -
El MJN (Figura 4) también mostró la diferenciación de tschudii y las cuatro tradicionales
subespecies (con casos de introgresión y reciente hibridación vista en L. l. lagothricha, L. l.
lugens, y L. l. poeppigii). Por tanto, ambos arboles filogenéticos y el procedimiento MJN
mostraron que el taxón tschudii debería ser elevado al nivel de subespecie dentro de L.
lagothricha: L. l. tschudii.
!
L. l . cana
L. l . tschudi iL. flavicauda
L. l . lugens
L. l . lagotr icha
L. l . poeppigi i
Figura 4. Red de haplotipos de los diferentes taxones de Lagothrix.
Es interesante notar que después de la división del ancestro de L. flavicauda, al menos para
los procedimientos MLT y MJN, el siguiente ancestro en divergir fue el que originó L. l.
tschudii y L. l. cana. Ambos L. flavicauda y L. l. tschudii se encuentran en las zonas
montañosas Andinas de Perú. Esto podría ser una prueba a favor que el área original donde
inicio la diversificación dentro de Lagothrix y dentro L. lagothricha se ubica en los Andes
Peruanos. Sin embargo, este no fue el caso para el análisis de Inferencia Bayesiana (BI).
- 39 -
Las estimaciones de división temporal con BI detectaron la división entre los ancestros de
L. flavicauda y L. lagothricha cerca de 2.68 millones de años (95% intervalo de confianza:
2.34-2.97 millones de años). La división entre los ancestros de L. l. poeppigii y L. l. cana +
L. l. tschudii fue alrededor de 2.33 millones de años, mientras que la división entre los
ancestros de cana y tschudii fue estimado alrededor de 1.8 millones de años (1.63-2.63
millones de años). Más tarde, la diversificación mitocondrial dentro de L. l. tschudii se
inició alrededor de 0.96 millones de años (0.81-2.19 millones de años). Algunas de las
divisiones temporales del MJN fueron similar a aquellos obtenidos con BI, otros no. La
división entre los ancestros de L. flavicauda y L. lagothricha fue estimado en 2.45 0.16
millones de años, similar al caso previo. La división entre el ancestro de L. l. tschudii y el
ancestro de L. l. cana, L. l. poeppigii, L. l. lugens, y L. l. lagothricha fue de 0.90 0.36
millones de años, 1.25 0.18 millones de años, 1.00 0.17 millones de años y 1.29 0.18
millones de años, respectivamente. La diversificación mitocondrial dentro L. l. tschudii fue
estimada alrededor de 0.88 0.23 millones de años, siendo similar al que se reportó en
análisis previos. Por ejemplo, L. l. poeppigii mostró una diversificación mitocondrial
temporal mayor que en L. l. tschudii (1.49 0.13 millones de años), pero este último fue
mayor que dentro de L. l. cana (0.55 0.88 millones de años) o dentro de L. l. lagothricha
(0.32 0.05). En general, las estimaciones de BI son más altas que las de MJN, tal como
fue revelado en otros estudios (Ruiz-García et al., 2016, 2017ab). Sin embargo, ambos
procedimientos revelaron diversificación mitocondrial durante el Pleistoceno para todos los
taxones de Lagothrix.
5.2 Distancias genéticas y heterogeneidad genética.
La tabla 5 muestran las distancias genéticas Kimura 2P entre las subespecies de L.
lagothricha, L. flavicauda y Alouatta seniculus (outgroup). Las distancias genéticas más
bajas de L. l. tschudii con respecto a otros taxones fueron con L. l. cana (1.6%) y con L. l.
lagothricha (1.7%), mientras que las distancias genéticas más altas fueron con L. l. lugens
(3.3%) y L. l. poeppigii (2.5%). Es notablemente que L. l. tschudii fue el taxón que presentó
- 40 -
las distancias genéticas más bajas con todas las subespecies de L. lagothricha, así como el
taxón L. lagothricha con la distancia genética más baja con L. flavicauda (2.9%). Esto
ratificó (como los análisis MLT y MJN) que L. l. tschudii estuvo muy relacionado con la
diversificación inicial de L. lagothricha, después de la división con el ancestro de L.
flavicauda, reivindicando la importancia del área de los Andes Peruanos en la evolución del
genero Lagothrix.
Tabla 5. Kimura 2P distancia genética (Kimura 1980) en porcentajes (%) entre seis taxones
diferentes de Lagothrix (Atelidae, Primates) (debajo de la diagonal principal) y
desviaciones estándar en porcentajes (%) (encima de la diagonal principal) del gen
mitocondrial COII. 1 = L. l. lugens; 2 = L. l. poeppigii; 3 = L. l. lagotricha; 4 = L. l. cana;
5 = L. l. tschudii; 6 = L. flavicauda; 7 = Alouatta seniculus.
1 2 3 4 5 6 7
1 0.4 0.3 0.4 0.3 0.6 1.3
2 4.2 0.4 0.3 0.4 0.6 1.3
3 3.1 2.5 0.4 0.4 0.7 1.4
4 3.7 2.8 2.0 0.3 0.6 1.4
5 3.3 2.5 1.7 1.6 0.6 1.3
6 4.7 3.8 3.1 3.0 2.9 1.4
7 15.8 14.9 14.4 14.8 14.1 14.2
Simultáneamente tomando todas las cinco subespecies de L. lagothricha, la heterogeneidad
en general es altamente significante para todos los estadísticos empleados (Tabla 6). El
flujo genético global obtenido a través de los estadísticos γST, NST y FST fueron
sustancialmente bajos (más bajo que 1), Nm = 0.92, 0.71, y 0.69, respectivamente, que
coincide con las subespecies, aunque los casos de introgesión genética y reciente
hibridación son comunes entre las subespecies de L. lagothricha como lo mostrado por
Ruiz-García et al., (2014).
- 41 -
Tabla 6. Heterogeneidad genética global y flujo genético (Nm) estadísticos para las cinco
subespecies de Lagothrix lagotricha analizadas para el gen mitocondrial COII. * P < 0.05;
** P < 0.01.
Diferenciación Genética
estimada P Flujo Genético
X2 = 613.128 df = 372 0.0001** GST = 0.1045 Nm = 4.28
HST = 0.1027 0.0001** γST = 0.3516 Nm = 0.92
KST = 0.3368 0.0001** NST = 0.4129 Nm = 0.71
KST* = 0.2865 0.0001** FST = 0.4188 Nm = 0.69
ZS = 3646.757 0.0001**
ZS* = 7.4219 0.0001**
Snn = 0.9614 0.0001**
Las comparaciones entre los pares de subespecies, empleando los estadísticos FST y NST
(tabla 7), los valores exactos de probabilidad usando cadenas de Markov, y flujo genético
(tabla 8 y 9), mostraron algunas diferencias en referencia con algunos de los resultados
previamente comentados. En este caso, aunque todas las comparaciones fueron
significativas, las subespecies de L. lagothricha menos diferenciadas con relación al taxón
tschudii fueron L. l. lugens (FST = 0.322) y L. l. poeppigii (FST = 0.404), mientras que L. l.
cana (FST = 0.529) y L. l. lagothricha (FST = 0.652) fueron más diferenciadas. Las
estimaciones de flujo genético para las comparaciones entre pares de las subespecies
mostraron valores más altos a 1 para las comparaciones entre tschudii – lugens (Nm =
1.65), tschudii – poeppigii (Nm = 1.10), lugens – poeppigii (Nm = 1.20), y lugens –
lagothricha (Nm = 1.08). Todas las otras comparaciones mostraron valores de flujos
genético muy restrictivos.
- 42 -
Tabla 7. Estadístico FST (debajo de la diagonal principal) y el estadístico NST (encima de la
diagonal principal) entre los seis diferentes taxones de Lagothrix utilizando el gen
mitocondrial COII. 1 = L. l. lugens; 2 = L. l. poeppigii; 3 = L. l. lagotricha; 4 = L. l. cana; 5
= L. l. tschudii; 6 = L. flavicauda. * P < 0.01, ** P < 0.001.
1 2 3 4 5 6
1 0.2756* 0.3099* 0.3687* 0.3138* 0.5900**
2 0.2783* 0.4614* 0.4641* 0.4038* 0.7079**
3 0.3223* 0.4627* 0.7029** 0.6535** 0.9328**
4 0.3771* 0.4641* 0.7016** 0.5306** 0.8704**
5 0.3219* 0.4039* 0.6516** 0.5291** 0.8729**
6 0.6006** 0.7082** 0.9318** 0.8694** 0.8714**
Tabla 8. Test de probabilidad exacta (P) (debajo de la diagonal principal) y desviación
estándar (encima de la diagonal principal) entre los seis diferentes taxones de Lagothrix
utilizando el gen mitocondrial COII. 1 = L. l. tschudii; 2 = L. l. lugens; 3 = L. l. poeppigii; 4
= L. l. lagotricha; 5 = L. l. cana; 6 = L. flavicauda. * Probabilidad significativa.
1 2 3 4 5 6
1 0.0000 0.0145 0.0000 0.0000 0.0023
2 0.00000* 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
3 0.02845* 0.00000* 0.0000 0.0000 0.0002
4 0.00000* 0.00000* 0.00000* 0.0000 0.0021
5 0.00000* 0.00000* 0.00000* 0.00000* 0.0013
6 0.00715* 0.00000* 0.00791* 0.00300* 0.00115*
- 43 -
Tabla 9. Estimación de flujo genético (Nm) (Debajo de la diagonal principal) entre los seis
diferentes taxones de Lagothrix utilizando el gen mitocondrial COII. 1 = L. l. tschudii; 2 =
L. l. lugens; 3 = L. l. poeppigii; 4 = L. l. lagotricha; 5 = L. l. cana; 6 = L. flavicauda.
1 2 3 4 5 6
1
2 1.6552
3 1.1049 1.1963
4 0.2259 1.0773 0.7386
5 0.4719 0.8547 0.6977 0.2189
6 0.0933 0.6204 0.3941 0.0600 0.1296
Los análisis de heterogeneidad genética claramente revelaron que tschudii es un taxón bien
diferenciado de otros taxones de Lagothrix lagothricha, y no una simple variación del
pelaje de L. l. cana como tradicionalmente ha sido considerado (Fooden 1963, Groves
2001).
5.3 Diversidad Genética
La diversidad genética de L. l. tschudii con referencia a los otros taxones de Lagothrix
puede ser visto en la tabla 10. L. l. tschudii mostró niveles medio-altos de diversidad
genética (Hd = 0.956 y = 0.0074), similares a lo estimado en L. l. cana (Hd = 0.823 y =
0.0077), más alto que en L. l. lagotricha (Hd = 0.739 y = 0.0041) y en L. flavicauda (Hd =
0 y = 0), pero muestran niveles más bajos de diversidad genética que en L. l. lugens (Hd =
0.841 y = 0.0361) y L. l. poeppigii (Hd = 0.969 y = 0.0214).
Tabla 10. Diversidad genética en seis taxones de Lagothrix con mitocondrial COII. Los
estadísticos estimados fueron el número de haplotipos (NH), La diversidad haplotipica
(Hd), la diversidad nucleotidica (), y el numero promedio de las diferencias nucleotidicas
(K). L. l. = Lagothrix lagotricha.
- 44 -
Diferentes taxones de
Lagothrix
NH Hd K
Lagothrix flavicauda 1 0.000 + 0.000 0.0000+0.0000 0.000 + 0.000
L. l. tschudii 8 0.956 + 0.059 0.0075+0.0024 5.422 + 2.843
L. l. lugens 14 0.841 + 0.039 0.0361+0.0117 25.587 + 7.55
L. l. poeppigii 45 0.968 + 0.009 0.0214+0.0047 15.202 + 4.324
L. l. lagotricha 15 0.739 + 0.080 0.0040+0.0021 2.868 + 0.923
L. l. cana 14 0.822 + 0.063 0.0076+0.0026 5.439 + 1.234
Por lo tanto, L. l. tschudii, aunque este taxón tiene el rango de distribución más pequeño de
todos los taxones de Lagothrix, tiene una considerable diversidad genética, que podría estar
relacionada con la diversificación genética original en Lagothrix.
5.4 Evolución Demográfica en L. l. tschudii
Los diferentes estadísticos empleados para determinar el cambio demográfico histórico
mostraron evidencia de cierta expansión de la población de hembras para L. l. tschudii. Los
estadísticos de D Tajima, y Ramos-Onsins y Rozas R2 (P = 0.0482 y P = 0.0481,
respectivamente) mostraron valores negativos moderados significativos, lo que concuerda
con una expansión poblacional. Los otros estadísticos y la distribución de
desemparejamientos (Figura 5) estuvieron cerca del límite de significación, pero no
alcanzaron el nivel de significación, probablemente por el bajo número de secuencias
analizadas.
- 45 -
Figura 5A. Distribución de coincidencias entre pares de secuencias observadas
(Distribución Mismatch). Taxón tschudii. Tamaño constante de la población de hembras
Figura 5B. Distribución de coincidencias entre pares de secuencias observadas
(Distribución Mismatch). Taxón tschudii. Expansión poblacional
- 46 -
Los análisis Bayesian Skyline Plot (Figura 6) dio lugar a una muy leve y constante
expansión poblacional durante los últimos 900,000 años. Este aumento se incrementó en
los últimos 100,000 años, con una ligera disminución de población en los últimos 10,000
años.
Figura 6. Bayesian skyline plot (BSP) para determinar posibles cambios demográficos a
través de la historia natural de tschudii.
Por lo tanto, no hubo una importante evidencia de cambios demográficos grandes a través
de la historia natural de L. l. tschudii.
5.5 Resultados para Lagothrix lagotricha poeppigii
El mejor modelo de sustitución nucleotidica para el gen mitocondrial COII analizado en L.
l. poeppigii para BIC fue TN93 + G (5,845.593) mientras que, para el AICc, fue GTR + G
(4,809.913).
- 47 -
La red de distancia genética de Kimura 2P entre las 10 poblaciones geográficas de L. l.
poeppigii mostró muy bajos valores entre todos los pares considerados (Tabla 11). Las
poblaciones que mostraron una cantidad ligeramente más elevada de distancia genética con
el resto de las poblaciones fue la de la provincia de Morona Santiago (Ecuador), variando
de 0.8% a 1.2%. El origen geográfico de castelnaui debe ser colocado en el área de nuestras
poblaciones 3 y 4. Sin embargo, ambas poblaciones mostraron muy bajas distancias
genéticas relativas con respecto a todas las demás poblaciones de L. l. poeppigii. Así, este
análisis no presentó ninguna evidencia a favor de que castelanui como un taxón real.
Tabla 11. Distancia genética de Kimura 2P en porcentajes (%) entre todos los pares de
poblaciones de Lagothrix lagotricha poeppigii secuenciadas (Debajo de la diagonal
principal) y desviaciones estándar en porcentajes (%) (Encima de la diagonal principal).
Población 1 = Rio Amazonas (área de Caballococha, Perú); población 2 = Rio Javari
(frontera Perú-Brasil); población 3 = Rio Tapiche (Perú); población 4 = Rio central Ucayali
(Contamana, Perú); población 5 = Rio superior Ucayali (área de Shepaua); población 6 =
Rio Nanay (Perú); población 7 = Rio Huallaga (área de Yurimaguas, Perú); población 8 =
provincias de Sucumbios y Orellana (Ecuador); población 9 = provincias de Pastaza y Napo
(Ecuador); población 10 = provincia de Morona Santiago (Ecuador).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
2 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
3 0 0.1 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
4 0.2 0.3 0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
5 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
6 0 0.1 0 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
7 0.2 0.4 0.1 0.2 0.3 0.2 0.1 0.1 0.3
8 0 0.2 0.1 0.3 0.3 0 0.4 0.1 0.3
9 0 0.1 0.1 0.1 0.2 0 0.3 0.1 0.3
10 1.0 1.1 1.0 1.1 1.1 1.0 1.2 1.2 0.8
- 48 -
5.6 Análisis Genético Espacial para Lagothrix lagotricha poeppigii
El test de Mantel no detectó ninguna relación significativa entre las matrices de distancia
genética y distancia geográfica (Figura 7A y B). El test normal de Mantel mostró un valor r
= -0.0195 (p = 0.5479), mientras el test de Mantel logaritmizada produjo un valor de r =
0.0272 (p = 0.2522). Si algunas sub-especies diferentes (o incluso especies) podría estar
presente dentro del rango geográfico de L. l. poeppigii, se espera detectar alguna estructura
espacial. Sin embargo, este no fue el caso.
Mantel Test Results
Geographical Distance
9008007006005004003002001000
Genetic
Dis
tance
0.3
0.28
0.26
0.24
0.22
0.2
0.18
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
Figura 7A. Test de Mantel normalizado, entre las distancias geográficas y genéticas parra
Lagothrix lagotricha poeppigii.
- 49 -
Mantel Test Results
Geographical Distance
3210
Genetic
Dis
tance
-0.5
-0.6
-0.7
-0.8
-0.9
-1
-1.1
-1.2
-1.3
-1.4
-1.5
-1.6
-1.7
-1.8
-1.9
-2
-2.1
-2.2
-2.3
-2.4
Figura 7B. Test de Mantel logaritmizado, entre las distancias geográficas y genéticas parra
Lagothrix lagotricha poeppigii.
Los análisis de autocorrelación espacial con los 58 individuos analizados y el estadístico Ay
no reveló ninguna tendencia espacial significativa (Figura 8A y B). El análisis de
autocorrelación espacial con 5 DC mostró un valor general de V = 0.0051 (p = 0.7199).
Ninguna de las clases de distancias fue significativa. El análisis de autocorrelación espacial
con 10 DC mostró un valor general de V = 0.0059 (p = 0.9075). Ninguna de las clases de
distancias individuales fue significativa. Este análisis tampoco detectó ninguna prueba a
favor de algunos taxones diferenciables dentro del rango geográfico de L. l. poeppigii.
- 50 -
Spatial Autocorrelation Analysis Results
Geographical Distance
9008007006005004003002001000
Ay
0.105
0.1
0.095
0.09
0.085
0.08
0.075
0.07
0.065
0.06
0.055
0.05
0.045
0.04
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
Figura 8A. análisis de autocorrelación especial con el estadístico Ay para Lagothrix
lagotricha poeppigii, utilizando 10 clases de distancias.
Spatial Autocorrelation Analysis Results
Geographical Distance
9008007006005004003002001000
Ay
0.105
0.1
0.095
0.09
0.085
0.08
0.075
0.07
0.065
0.06
0.055
0.05
0.045
0.04
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
Figura 8B. análisis de autocorrelación especial con el estadístico Ay para Lagothrix
lagotricha poeppigii, utilizando 5 clases de distancia.
- 51 -
Cuando el procedimiento AIDA fue aplicado para determinar autocorrelación espacial
usando las 10 poblaciones consideradas de L. l. poeppigii, un resultado similar fue obtenido
en referencia al análisis previo con los individuos (Tabla 12). Para 4 DC, los correlogramas
en general para el índice II y el coeficiente cc no fueron significativos. En el caso del índice
II, las cuarta DC fue significativamente negativa (4DC: II = -0.0502, p < 0.05). Para el
coeficiente cc, ninguno de ellos fue significativo. En el caso de 8DC, los correlogramas en
general no fueron tampoco significativos como en el caso previo. En el caso del índice II,
únicamente la primera DC fue positivamente significativa (1 DC: II = 0.0055, p < 0.05),
que podría estar relacionado con algunos de los muy pequeños clústeres geográficos
detectados en el árbol NJ. Para el coeficiente cc, ninguno de los 8 DC fue significativo. De
aquí en adelante, el análisis de autocorrelación diferente con individuos, o con poblaciones,
no ayuda a encontrar evidencia a favor de castelnaui u otro taxón dentro de L. l. poeppigii.
Tabla 12. Análisis de autocorrelación Espacial por medio del procedimiento AIDA con
cuatro (A) y ocho (B) clases de distancia (DC), respectivamente para 10 poblaciones de
Lagothrix lagotricha poeppigii con el índice II y el coeficiente cc. * p < 0.05 (significant
probabilities).
A
1 DC = 0-386 km 2 DC = 386-537
km
3 DC = 537-784
km
4 DC = 784-1,211
km
II 0.0021 -0.0232 -0.0260 -0.0502*
Cc 0.9723 1.0892 0.9677 0.9763
B
1 DC =
0-271
km
2 DC =
271-366
km
3 DC =
366-488
km
4 DC =
488-531
km
5 DC =
531-554
km
6 DC =
554-703
km
7 DC =
703-
1,030
km
8 DC =
1,030-
1,211
km
II 0.0055* -0.002 -0.029 -0.029 -0.013 -0.029 -0.047 -0.033
Cc 1.0245 0.8674 1.0324 1.1287 0.9684 0.9772 0.9853 0.8250
- 52 -
El procedimiento GLIA (Figura 9) mostró diferentes picos y depresiones correlacionadas
con las diferentes poblaciones analizadas dentro del rango geográfico estudiado de L. l.
poeppigii. Los dos picos más notables (aquellos con más distancias genéticas diferenciadas)
fueron aquellos correspondientes a los individuos muestreados en la provincia de Morona
Santiago en Ecuador (el primer pico más grande) y en la zona más meridional del
Departamento de Ucayali en Perú (segundo pico más grande). Ninguno de estos picos más
grandes estuvo en el área de castelnaui.
Y (Western edge)
50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2
X (Southern edge)
5045
4035
3025
2015
105
Figura 9. Genetic Landscape Interpolation Analysis (GLIA) para Lagothrix lagotricha
poeppigii.
Únicamente el procedimiento de MMDA mostró alguna evidencia circunstancial que podría
estar relacionada con la existencia de castelnaui. La primera barrera detectada (color azul
en la Figura 10) corresponde a las áreas del rio Javari y la gran área del rio Ucayali
(incluyendo individuos de las poblaciones 2, 3, 4, y 5). Dentro de esta área es el rango
- 53 -
putativo de castelnaui (que debería especialmente corresponder a la población 4). Sin
embargo, esta primera barrera incluyó el área putativa de castelnaui, pero también incluyó
otras áreas geográficas adyacentes donde no necesariamente contenían individuos de este
cuestionado taxón. La segunda barrera detectada por medio de este análisis (en verde) fue
el área entre la provincia de Pastaza en Ecuador y el Rio Huallaga en Perú. La tercera
barrera (en azul claro) detectó una posible población en el Rio Tapiche en Perú. La cuarta
barrera (en café) diferenció algunos individuos del área más meridional del Departamento
de Ucayali en Perú. Por lo tanto, seis diferentes análisis no detectaron ninguna prueba
molecular a favor de castelnaui como un taxón real con importancia sistemática dentro de
Lagothrix. Únicamente, un análisis (MMDA) tuvo algo de correlación con la posible
existencia de castelnaui. Sin embargo, tomando en cuenta todos los análisis, no hay
suficiente evidencia que soporte a castelnaui como un taxón real.
Figura 10. Análisis del algoritmo de Monmonier para detector barreras geográficas de
Lagothrix lagotricha poeppigii. Primera barrera de color azul (áreas del rio Javari y la gran
- 54 -
área del rio Ucayali). Segunda barrera de color verde (área entre la provincia de Pastaza en
Ecuador y el Rio Huallaga en Perú). La tercera barrera de color azul claro (Rio Tapiche en
Perú). La cuarta barrera de color café (área más meridional del departamento de Ucayali en
Perú).
- 55 -
6. DISCUSIÓN
6.1 Discusión de los resultados del taxón tschudii
Este es el primer trabajo molecular, que analiza secuencias mitocondriales del taxón
tschudii. La primera referencia de tschudii fue hecha por Pucheran (1857) en relación a un
individuo de origen peruano o boliviano denominado Lagothrix humboldtii por Geoffroy
(1851). Más tarde otros especímenes de Perú del área de Cuzco fueron también designados
como L. humboldtii (Thomas, 1899, 1901, 1920). Sin embargo, el nombre L. humboldtii fue
empleado también para diferentes especímenes de L. l. lagothricha (Geoffroy, 1812 para un
individuo del rio Vaupés en Brasil; Geoffroy, 1851 para un individuo de Venezuela), de L.
l. poeppigii (Slack, 1863 para un individuo del Rio Napo en Ecuador), y de L. l. lugens
(Geoffroy, 1851 en Colombia, Pucheran, 1857 en Bogotá, Colombia; Thomas 1890 en
Tolima, Colombia). Por tanto, el uso de humboldtii para los 10 individuos analizados de
Cuzco (Perú) y del norte de Bolivia (Apolobamba, Madidi) está excluido. Allen (1900)
también designó a un individuo de Juliaca (= Inca Mines) en Puno, Perú, como Alouatta
nigra y Elliot (1909) denominó como Lagothrix thomasi un espécimen del Rio
Comberciato en Cuzco, Perú. Como tschudii fue empleado antes de nigra o thomasi, parece
que el nombre correcto para el taxón que estudiamos es L. l. tschudii.
Hay concordancia con la opinión de Fooden (1963) que cana, poeppigii, lagothricha y
lugens son claramente subespecies dentro de L. lagothricha (argumentos moleculares en
Ruiz-García et al., 2014) y no especies como fue publicado por Groves (2001), pero no
concordamos con Fooden (1963) en el hecho que él no reconoció tschudii como una quinta
subespecie en L. lagothricha diferente a L. l. cana, aunque él morfológicamente diferenció
los animales de Cuzco de los animales de la parte alta y media del río Madeira, parte alta
del río Ucayali y de la parte alta del río Pachitea. Los animales del rio Comberciato
(Cuzco) fueron descritos como la serie de pelaje más oscuro en L. l. cana que él estudió.
Este autor escribió que una hembra adulta tiene una ancha raya dorsal oscura y el
manchado oliváceo muy reducido, de modo que la impresión general es de un animal
- 56 -
negruzco con flancos oliváceos. Un juvenil del mismo río fue ampliamente negruzco con
ligero manchado oliváceo en los flancos, mientras que los animales para las áreas antes
mencionadas en Brasil y en las otras áreas peruanas diferentes fueron considerablemente
más pálidos. Contrariamente a Fooden (1963), Groves (2001) reconoció a tschudii como un
taxón diferenciable, pero como una subespecie dentro de L. cana. Groves (2001) describió
los individuos de tschudii como mucho más oscuros que otros especímenes de cana, con un
gris oscuro profundo, con un tinte de rojo y con la cabeza, los miembros y la cola
totalmente negra. Estos resultados moleculares hacen énfasis en que ninguno de los dos
autores tiene razón: tschudii debería ser una real subespecie, pero dentro de L. lagothricha.
Sin embargo, concordamos con las descripciones de Fooden (1963) y Groves (2001)
porque hemos visto animales vivos y muertos en las tierras altas andinas del sur de Perú
(Departamentos de Cuzco y Puno) y el norte de Bolivia (Departamento La Paz) y estos son
muy oscuros con pelos muy largos y similares a algunos fenotipos oscuros vistos en
algunas áreas andinas colombianas para L. l. lugens, y extremadamente diferentes al L. l.
cana de las tierras bajas de la Amazonia en Perú y Brasil (por ejemplo en el Rio Madeira),
los cuales tienen el pelaje muy corto. Por lo tanto, hay una correlación notable, en este caso,
entre el fenotipo claramente reconocido de tschudii con respecto a cana y las claras
diferencias moleculares que se encontraron entre ambos taxones. En efecto, mostramos que
el MLT únicamente produjo un valor de bootstrap del 24% para la monofilia de L. l.
tschudii + L. l. cana (42% para un árbol Neighbor-Joining con la distancia de Kimura 2P)
Además el procedimiento MJN mostró que L. l. tschudii estuvo más cercano al ancestro
común de L. flavicauda y L. lagothricha que lo que estuvo el de L. l. cana.
Algunos de los análisis de heterogeneidad y flujo genético mostró que otros taxones de L.
lagothricha (como L. l. lugens, el otro taxón andino de L. lagothricha) podría estar más
relacionado con L. l. tschudii que con L. l. cana. Esto podría ratificar los comentarios
previos que las montañas Andinas podrían haber jugado un papel extremadamente
importante en el inicio de la divergencia dentro de Lagothrix en general y dentro de L.
- 57 -
lagothricha en particular. El único análisis que mostró una relación considerable entre L. l.
cana y L. l. tschudii fue el BI (p = 0.9), de los tres diferentes análisis realizados.
De manera idéntica, la historia demográfica evolutiva de L. l. tschudii con BSP es muy
similar a la mostrada por L. l. lugens. Ruiz-García et al., (2014) mostró que L. l. lugens
presentó un leve incremento (prácticamente un tamaño constante) durante los últimos 0.75
millones de años con una disminución detectable en los últimos 25,000 años. En el caso de
L. l. tschudii, el incremento fue extremadamente leve en los últimos 0.9 millones de años,
con alguna disminución en los últimos 10,000 años. La disminución en ambas formas
Andinas podría ser por eventos climáticos que se iniciaron alrededor de 30,000 años atras,
en la mitad del periodo Peniglacial, donde el ambiente fue más frio y seco. Por ejemplo, la
laguna de Bogotá se secó en ese período (Van der Hammem 1992). Posteriormente, otro
período de frío extremo ocurrió hace entre 23,000 a 20,000 años (Dryas I) como MacNeish
(1979) mostró la cueva de Pikimachay en Perú por su polen y el estudio de la acidez del
suelo.
El LGM (ultimo glacial) fue entre 19,000 a 16,500 años, donde la capa de nieve en los
Andes Centrales alcanzó su máximo grosor. Finalmente, entre 14,500 a 12,000 años (Dryas
II), la temperatura fue extremadamente fría; la glaciación alcanzó un máximo en el valle de
Manachaque (Cordillera Blanca) y en el Upismayo-Jalacocha en la Cordillera Vilcanota
ambas en Perú también como en el Nevado de ChoqueYapu en Bolivia y en el Chimborazo
en Ecuador.
Rodbell & Seltzer (2000) mostraron que los glaciares en la Cordillera Blanca
(Departamento de San Martin en Perú), hace 12,000 años, alcanzaron su máximo y el límite
del hielo fue alrededor de 3,170-3,827 metros sobre el nivel del mar, cuando hoy este límite
está alrededor de los 4,600 sobre el nivel del mar.
Maslin & Burns (2000) mostraron que el Río Amazonas alcanzó su máximo pico seco fue
hace 16,000- 15,000 años y esta situación fue prolongada hasta hace 12,000 años. Los
- 58 -
análisis con isotopos O18 revelaron que el Río Amazonas, en su desembocadura, tenía sólo
el 40% del agua comparado con el día de hoy. En el bosque tropical, la temperatura
descendió alrededor de 2-6 ºC y algunas áreas tales como el Lago Fuquene cerca de
Bogotá, la cantidad de lluvia fue únicamente la mitad de lo que es hoy (Van der Hammen
1992). La temperatura del Océano Atlántico cerca de las costas de Brasil descendió 6 ºC
(Clark, 2002). Este cambio climático produjo el ultimo evento masivo de extinción, el cual
eliminó alrededor del 80% de los vertebrados grandes de Norte América y entre los cuales,
por ejemplo, eliminó los pumas norteamericanos, según Culver et al., (2000) y alrededor de
otras 40 especies Incluyendo Smilodon, leones, guepardos, etc, en Norte América. Esto
podría explicar la disminución de la población de hembras en L. l. tschudii y L. l. lugens en
las zonas andinas.
Contrariamente, L. l. poeppigii y L. l. lagotricha mostraron fuertes expansiones
poblacionales entre 1 y 0.3 millones de años sin evidencia de disminución de la población.
Para L. l. cana, la evidencia de expansiones poblaciones fue más limitada que en estos dos
taxones previos de Lagotricha, pero no fueron detectados eventos de disminución (Ruiz-
García et al., 2014). Por lo tanto, los dos taxones andinos de L. lagotricha fueron los que
presentaron las dos trayectorias demográficas evolutivas más parecidas. La división
temporal entre los ancestros de L. l. tschudii y L. l. cana para BI fue de 1.8 millones de
años y para L. l. tschudii con todas las otras subespecies de L. lagotricha fue entre 1.3 y 0.9
millones de años para MJN. La diversificación dentro de L. l. tschudii estimado con BI fue
de 0.96 millones de años y 0.88 millones de años con MJN. Alrededor de 1.8 millones de
años fue la última fase de la época Gelasiana (2.5 – 1.8 millones de años), un periodo
caracterizado por las últimas etapas de enfriamiento global que dio lugar a las eras de hielo
cuaternario (Comisión Internacional de Estratigrafía 2007). La temperatura estaba alrededor
de 4 ºC 2 ºC más bajo que hoy y las cantidades de precipitación en general fueron
menores también (500 – 1000 mm). A 2.500 msnm, la temperatura era 10 ° C menos de lo
que es hoy (Van der Hammen 1992). Esta altitud es aquella en la que vive L. l. tschudii.
Esto también coincide con la última fase de formación de los Andes Centrales donde L. l.
tschudii habita. La cadena montañosa andina entera entre Cajamarca y Huancavelica en
- 59 -
Perú se formó en este período de tiempo por la actividad volcánica, mientras que la
divergencia de 1.30 – 0.9 millones de años coincide con el periodo glacial Pre-Pastoniano,
el cual fue el más alto pico glacial del primer periodo glacial Cuaternario (Günz). Este
periodo glacial fue extremadamente seco, y hubo un gran grado de fragmentación del
bosque. Este período fue un tiempo para la diversificación de haplotipos y la separación de
muchos carnívoros, lo cual fue previamente encontrado para el gato de las Pampas (Cossios
et al., 2009), para los zorros del género Lycalopex (Ruiz-García et al., 2013), y para el
yaguarundí (Ruiz-García et al., 2017c). Alrededor de 1.3 millones de años, la fauna de
Buenos Aires se transformó en una típica fauna semi-árida patagónica, representada por el
guanaco, Lestodelphys y Lyncodon. Por tanto, el clima fue considerablemente más frio y
seco que hoy y podría haber influenciado la diferenciación mitocondrial entre L. l. tschudii
y los otros taxones dentro de L. lagotricha. En la última fase del periodo glacial Pre-
Pastoniano podría haberse iniciado la diversificación dentro de L. l. tschudii.
Hemos mostrado que la diversidad genética para L. l. tschudii es alta para un taxón con una
distribución geográfica muy limitada. Esto podría estar relacionado con la diversificación
genética original dentro de Lagothrix, como fue previamente comentado. Únicamente L. l.
poeppigii y L. l. lugens produjeron niveles de diversidad genética más alta que en L. l.
tschudii. En el caso de L. l. poeppigii, probablemente su antecesor fue el primero que
colonizo las tierras bajas de la Amazonia procedentes de las montañas Andinas, siendo así
el taxón de L. lagotricha, que pasó más tiempo evolucionando en el Amazonas.
En el caso de L. l. lugens, los altos niveles de diversidad genética son fáciles de entender,
aunque algunos autores no han comprendido estos resultados porque estimaron una
diversidad genética muy limitada en las poblaciones de L. l. lugens que ellos estudiaron
(Botero et al., 2015). Estos autores muestrearon individuos de esta subespecie en un área
relativamente restringida de Colombia (Departamentos de Meta, Guaviare, Caquetá y
Huila). Especialmente las poblaciones al lado este de la Cordillera Andina (Córdoba,
Bolívar y Antioquia) son extremadamente pequeñas y ellas están intensamente afectadas
por deriva genética con respecto a las poblaciones estudiadas por Botero et al., (2015).
Cuando unimos todos los individuos en único grupo, esto eleva notablemente la diversidad
- 60 -
genética de esta subespecie en un alto grado. Por lo tanto, la explicación de la posible
diversificación de la selección natural que afecta al gen mitocondrial COII que comentan
para los resultados es totalmente falsa refutable y es el producto de una intensa deriva
genética afectando las poblaciones de Córdoba, Bolívar y Antioquia
Fooden (1963) comentó sobre la posible intergradacion de tschudii con L. l. poeppigii en el
área de Hacienda Cadena (Cuzco, 500 mts) y en Puno (1,600 mts), ambas localidades en el
río Inambari, debido al color oliváceo de los animales de esta zona. Siguiendo a Fooden
(1963), la tintura de estos individuos es el resultado de una banda sub-basal de color marrón
rojizo en cada oído, mientras que en cana esta banda es blanquecina. Sin embargo, los
resultados moleculares no detectaron ninguna evidencia de introgresión mitocondrial o
hibridación reciente entre L. l. tschudii y L. l. poeppigii.
En próximos estudios, mas muestras de L. l. tschudii de las áreas de transición con L. l.
cana y L. l. poeppigii deberían ser analizadas para tratar de encontrar posible introgresion o
hibridación reciente entre estos taxones. Las secuencias de genes nucleares son también
importantes para compararlas con las inferencias filogenéticas obtenidas con genes
mitocondriales.
6.2 Discusión de los resultados de Estructura Espacial de L. l. poeppigii.
Groves (2001) describió, al menos, dos subespecies dentro de L. poeppigii (él elevó al
grado de especie a lo que Fooden (1963), considera una subespecie de L. lagotricha). El
holotipo de L. poeppigii fue establecido por Cabrera (1975) en lo más bajo del Rio
Huallaga, norte de Yurimaguas (Loreto, Perú), mientras que el holotipo de L. p. castelnaui
fue ubicado en Sarayaku en el área central del Rio Ucayali. Adicionalmente, Groves (2001)
comentó que las poblaciones más orientales (Perú y Brasil) podrían estar separadas sub-
específicamente.
Contrariamente al punto de vista de Groves (2001), los resultados moleculares (Ruiz-García
& Pinedo-Castro, 2010, Ruiz-García et al., 2014) claramente muestran la existencia de
recientes hibridaciones e introgresiones entre poeppigii y otros taxones de Lagothrix
- 61 -
(lagotricha y lugens). Así estos resultados favorecen a poeppigii como una subespecie de L.
lagotricha (L. l. poeppigii) concordando bastante bien con la posición de Fooden (1963).
Este autor escribió en referencia a castelnaui lo siguiente: Lagothrix poeppigii Schinz,
1844, y L. castelnaui I. Geoffroy y Deville, 1848, fueron colectados en la misma región y
son indistinguibles sobre la base de la descripción original…” nuestros resultados
moleculares dan totalmente la razón al punto de vista de Fooden (1963) en contra del punto
de vista más tipológico de Groves (2001).
Fooden (1963) describió el color del pelaje de 13 individuos de la desembocadura del Rio
Curaray en Perú. Este autor concluyó que esta serie mostró todo el rango de variación de
coloración en individuos dentro de L. l. poeppigii: el individuo más pálido es de color ocre
en la parte posterior, rojizo sobre los flancos, y notablemente grisáceo en la raíz de la cola,
con un parche en la corona, antebrazos y patas delanteras de marrón claro y la cola rojiza.
El individuo más oscuro es castaño con el parche de la corona claramente definido marrón
oscuro. Individuos intermedios mostraron variación en el grado saturación y de eritrismo
más cercano al extremo pálido que al oscuro. Los resultados moleculares mostraron, por
ejemplo, que dos haplotipos están ampliamente extendidos por todo el rango geográfico
estudiado en L. l. poeppigii. El haplotipo 3 fue descubierto en nueve animales, tres en la
población 3 (población del Rio Tapiche, Perú), dos en la población 5 (población del sur de
Ucayali, Perú), dos en la población 9 (población de Pastaza, Ecuador), uno en la población
4 (población central de Ucayali, Perú, donde castelnaui debería estar ubicado) y uno en la
población 7 (población Huallaga, Perú). El haplotipo 26 estuvo compuesto por cuatro
individuos, dos en la población 4, uno en la población 3 y otro en la población 7. Así, en
idéntico sentido a las variantes de pelaje de color descritas por Fooden (1963), algunos
haplotipos mitocondriales están ampliamente distribuidos por todo el rango geográfico de
la especie.
Fooden (1963) también describió intergradacion entre L. l. poeppigii y L. l. lagotricha e
indicó por el color y patrón del espécimen ocre de las series comentadas anteriormente. Se
reportaron recientes hibridaciones en la misma área del Rio Napo en Ecuador (Ruiz-García
et al., 2014) entre estos dos taxones de L. lagotricha.
- 62 -
Por lo tanto, preliminarmente se considera que, para fines de conservación, únicamente un
taxón debería ser considerado para L. l. poeppigii. Sin embargo, genes nucleares deberían
ser estudiados, así como el rango muestreado debe ser ampliado especialmente en el área de
Brasil, donde este taxón vive (Rio Jurua, hasta posiblemente el Rio Purus) para obtener una
visión genética más completa de L. l. poeppigii.
- 63 -
7. CONCLUSIONES
L. flavicauda es la primera forma del género que diverge y su variabilidad genética es cero.
Los taxones lugens, lagotricha, poeppigii y cana son claramente subespecies porque vemos
claros ejemplos de hibridación e introgresión.
L. l. tschudii es un grupo monofilético que molecular y morfológicamente es totalmente
diferenciable de las otras formas de Lagothrix lagotricha.
Probablemente L. l. tschudii jugó un papel importante en el origen de Lagothrix lagotricha
porque al parecer fue el primero que divergió y desde el punto de vista de su evolución
demográfica es un taxón que no ha tenido cambios importantes a lo largo de su historia y en
los últimos 10000 años tuvo una reducción de la población.
Se sugiere que el inicio de la diversificación mitocondrial ocurrió durante el Pleistoceno
para todos los taxones de Lagothrix.
En cuanto al taxón L. l. poeppigii, ni los análisis de distancias genéticas, ni la mayoría de
los análisis espaciales a excepción del algoritmo de Monmonier detectan ningún tipo de
acervo genético diferenciado al interior de poeppigii que coincida con la subespecie
castelnaui descrita por Groves
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9. ANEXOS
lagotricha-Cuyabeno-Sucumbios-Ecuador
poeppigii-C20-El Arca-Tena-Ecuador
lagotricha-Nariño- Putumayo-Colombia
lagotricha-Cotube River 34-Amazonas-Colombia
lagotricha-Cotube River 30-Amazonas-Colombia
lagotricha-Nueva Un ión-Napo River Peru
lagotricha- El Verjel 2-Amazonas-Colombia
lagotricha-Nuevo Jordan-Amazonas- Colombia
lugens-Southern-Antioquia 3-Colombia
lagotricha- El Verjel 1-Amazonas-Colombia
lagotricha-Miriti-Parana-Amazonas-Colombia
lagotricha-Apaporis River-Colombia
lagotricha- 20 de Julio-Amazonas-Colombia
lagotricha-Calderon 63-Amazonas- Colombia
lagotricha-Calderon 61-Amazonas- Colombia
lagotricha-Putumayo 6-Amazonas Colombia
lagotricha-Santa Clotilde-Napo River-Peru
lagotricha-La Pedrera-Caqueta-Colombia
lagotricha-Araracuara-Caqueta-Colombia
lagotricha- Amacayacu-Amazonas-Colombia
lagotricha-C1 Manaus-Brasil
lagotricha-El Progreso-Amazonas-Colombia
lagotricha-Negro River 2-Brasil
lagotricha-Negro River 3-Brasil
lagotricha-La Libertad-Amazonas Colombia
lagotricha-El Porvenir-Amazonas-Colombia
lagotricha-Negro River 1- Brasil
poeppigii-108 El Arca-Tena Ecuador
poeppigii-111Puyo-Ecuador
lagotricha-Pebas Amazonas-Peru
lagotricha-Putumayo 7-Amazonas Colombia
lagotricha-Pto Bacaba-Vaupes-Colombia
lugens-Huila-Tolima 2-Colombia
lagotricha-PtoRastrojo-Miriti-Parana River-Colombia
lugens -Cundinamarca 5-Colombia
lugens -North-eastern-Antioquia-Colombia
lugens-Southern-Antioquia 3-Colombia
lugens-Southern-Antioquia 4-Colombia
lugens -Cundinamarca 2-Colombia
lugens-Huila-Tolima 1-Colombia
poeppigii-Sarayaku 63-Pastaza-Ecuador
lugens-Huila-Tolima 6-Colombia
lugens-Cundinamarca 1-Colombia
lugens-Huila-Tolima 4-Colombia
lugens-Southern-Antioquia 1-Colombia
lugens-Tolima-Colombia
poeppigii-Napo-Peru
poeppigii-requena15-Uyacali-Peru
lugens-southenreastern-Bolivar-Colombia
lugens-La Macarena-Meta-Colombia
lugens-Chinauta-Cundinamarca-Colombia
lagotricha-Pto Irinida 107-Guainia-Colombia
lugens-Cauca-Colombia
lugens-Southern-Antioquia 47-Colombia
lugens-Southern-Antioquia 1-Colombia
lugens-Cundinamarca3-Colombia
lugens-Southern-Antioquia 794-Colombia
lugens-Southern-Magdalena Velley-Colombia
lugens-Neiva-Huila-Colombia
lugens-1sda-Colombia
lugens-2sda-Colombia
lugens-Meta 25-Colombia
poeppigii-Chimbote-Amazon River-Peru
poeppigii-Santa Maria-Napo River-Peru
poeppigii-Cononaco 2Pastaza-Ecuador
poeppigii-Benjamin-Javari River-Brazil
poeppigii-Tecohavi-Javari River-Brazil
poeppigii-Requena 140-Tapiche River-Peru
poeppigii-Contamana 142-Loreto-Peru
poeppigii-Contamana 3-Loreto-Peru
poeppigii-in4-Moyobamba-Peru
poeppigii-Cerros de Orellana 5- Loreto-Peru
poeppigii-Apaga-Alto Amazonas-Peru
poeppigii-Requena46-Ucayali-Peru
poeppigii-Requena16-Ucayali-Peru
poeppigii- Yarinacoha-Ucayali-Peru
poeppigii-143 Moyobamba- Peru
poeppigii-Pano River 2-Napo-Ecuador
lugens -Caguan-PNN Los Picachos-Caqueta-Colombia
poeppigii-Rio Tigre 117-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Contamana144-Peru
poeppigii-Rio Tibre 119-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Arajuno 118-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Andoas Nuevo 114-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Pto Amelia 124-Peru
poeppigii-Canelas 121-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Canelos 122-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Andoas Nuevo 115-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Yaupi 123-Morona Santiago-Ecuador
poeppigii-Gualaquiza 129-Morona Santiago-Ecuador
poeppigiii-Caballo Cocha-Amazonas-Peru
poeppigiii-Tarapoto-SMartin Peru
poeppigii-Barranca 9-Loreto-Peru
poeppigii-Barranca 10-Loreto-Peru
poeppigii-Requena 53-Tapiche River-Peru
poeppigii-Nanay River-Loreto-Peru
poeppigii-Pisiqui 7-Ucayali-Peru
poeppigii-Pisiqui 4-Ucayali-Peru
poeppigii-Pisiqui 6-Ucayali-Peru
poeppigii-Pano River 1-Napo-Ecuador
poeppigii-Pantoja-Napo-River-Peru
poeppigii-S José Payamino 168- Orellana-Ecuador
poeppigii-Sarayaku 62-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Sarayaku 64-Pastaza-Ecuador
poeppigii- Montalvo-Pastaza1-Ecuador
poeppigii-Santa Rosa-Javari-Peru
lugens-Southern Antioquia 2-Colombia
poeppigii-Requena 46-Tapiche River-Peru
poeppigii-Requena 52- Tapiche River- Peru
poeppigii-Requena 54- Tapiche River- Peru
lugens-Southern Antioquia 809-Colombia
poeppigii-Barranca 9-Loreto-Peru
poeppigii-Pucallpa -Peru
poeppigii-Cerros de Orellanas-Loreto-Peru
poeppigii-Pucallpa-Peru
poeppigii-Sarayaku 65-Pastaza-Ecuador
poeppigii-Sarayaku 61-Pastaza-Ecuador
tschudii-Madidi 1-La Paz-Bolivia
tschudii-Madidi 2-La Paz-Bolivia
tschudii-Apolobamba 8-La Paz-Bolivia
tschudii-La Convención-Cusco 8-Peru
tschudii-Cusco 13-Peru
tschudii-Cusco 11-Peru
tschudii-Cusco 14-Peru
tschudii-Cusco 15-Peru
tschudii-Cusco 1-Peru
tschudii-Mana River-Madre de Dios-Peru
cana-Madeira1-Brasil
cana-Branco2-Acre-Brasil
cana-38 Manicore-Brasil
cana-c41 Manicore-Brasil
cana-31 Humaita-Brasil
cana-32 Humaita-Brasil
cana-131 Humaita-Brasil
cana-132 Humaita-Brasil
cana-133 NovoAripuana-Brasil
cana-134 NovoAripuana-Brasil
cana-Tefe22-Brasil
cana-Madeira3-Brasil
cana-Purus4-Brasil
cana-Madeira2-Brasil
cana-Purus3-Brasil
cana-Purus1-Brasil
cana-Tefe29-Brasil
cana-35 NovoAripuana-Brasil
cana-Tefe18-Brasil
cana-Tefe23-Brasil
cana-Tefe31-Brasil
cana-Tapajos-Brasil
cana-Roosevelt-Brasil
cana-Purus2-Brasil
cana-Branco1-Brasil
cana-33Humaita-Brasil
cana-34 Humaita-Brasil
cana-39Manicore-Brasil
cana-42Manicore- Brasil
cana-44Manicore-Brasil
flavicauda-Ulcabamba-Bagua Grande-Peru
flavicauda-Abra Patricia-Upper Mayo River-Peru
flavicauda-Colca-Upper Mayo River-Peru
flavicauda-Comunidad La Higuera-Ulcabamba-Peru
flavicauda-Shipasbamba-Amazonas Departament-Peru
flavicauda-Santiago River-Amazonas Departament-Peru
Brachyteles-hypoxanthus-Brazil
Ateles chamek-Santa Cruz-Bolivia
Alouata seniculus-Nanay Riber 50-Peru
Alouata seniculus-Tapiche River 48-Peru
Alouata seniculus-Tapiche River 47-Peru
Alouata seniculus-Tapiche River 45-Peru
Alouata seniculus-Cauca-Colombia
Aotus azarae boliviensis-Santa Cruz-Bolivia
Figura Análisis filogenético del gen mitocondrial COII en varias subespecies de Lagothrix.
Kimura 2P.
