Título del proyecto:
Aislamiento postzigótico en especies simpátricas de erizos de mar Echinometra y Lytechinus.
Nombre del tutor:
Haris Lessios, Lessiosh@si.edu
Lugar de las prácticas.
Galeta, Naos
Resumen del proyecto
¿Cómo mantienen sus respectivas identidades genéticas las especies simpátricas de erizos de mar estrechamente relacionadas? El conocimiento inadecuado del origen y mantenimiento del aislamiento reproductivo en organismos que desovan externamente y en los que la fecundación ocurre en la columna de agua sigue siendo uno de los principales obstáculos para reconstruir el modo de su especiación. En el Caribe hay dos géneros que contienen especies simpátricas, Echinometra y Lytechinus. En ambos géneros existe cierta separación de hábitat entre sus respectivas especies, pero no la suficiente para explicar cómo sus gametos evitan mezclarse. Los ciclos reproductivos anuales y mensuales de Echinometra lucunter y E. viridis se solapan, y lo mismo ocurre en Lytechinus williamsi y L. variegatus. En Lytechinus no hay preferencia de los huevos por el esperma conspecífico, aunque hay cierta divergencia en la molécula de bindin. En Echinometra la divergencia en la bindin es pronunciada y los huevos de E. lucunter no permiten la fecundación por esperma de E. viridis. Los cruces interespecíficos en la otra dirección, sin embargo, proceden casi tan fácilmente como los cruces intraespecíficos, por lo que sólo hay aislamiento unidireccional. Así pues, todas las barreras potenciales de aislamiento prezigótico que hemos estudiado hasta el día han fracasado a la hora de explicar cómo las especies congéneres evitan la hibridación. Sin embargo, tanto los datos de isozimas como los de ADN han confirmado que no existe en absoluto introgresión entre las especies de Echinometra. En Lytechinus se pueden encontrar híbridos naturales, pero no en cantidades que sugieran que las dos especies se están fusionando. La morfología de cada especie en ambos géneros es distinta. Existe, por tanto, una alta probabilidad de que la barrera aislante sea postzigótica y, dado que los híbridos están ausentes o son raros entre los individuos postmetamórficos, es probable que la barrera postzigótica actúe en la fase larvaria. Estamos examinando la posibilidad de que las larvas híbridas entre E. lucunter y E. viridis y entre L. variegatus y L. williamsi no sobrevivan tan bien como las larvas no híbridas.
Hemos realizado experimentos para producir larvas híbridas y no híbridas y criarlas hasta la metamorfosis. Dado que hay muchos factores que pueden afectar a la supervivencia de las larvas, las larvas híbridas y no híbridas de cada grupo de progenitores se crían juntas en cada frasco. Cada cinco días se extrae una alícuota de larvas de cada frasco y, a continuación, se genotipa cada larva para determinar su parentesco. Para determinar los progenitores de cada larva de Echinometra, amplificamos una sección de su molécula de bindin en la que E. viridis tiene una gran deleción con respecto a E. lucunter y utilizamos el tamaño del amplicón para saber si es un híbrido o no. En Lytechinus, la misma función se cumple con un conjunto de microsatélites característicos de cada especie.
Objetivos de la tutoría:
El becario colaborará en la cría y genotipado de las larvas. Este trabajo implica la inmersión libre en Galeta para recolectar los adultos, desovarlos para obtener gametos, realizar los cruces, y luego cuidar diariamente de las larvas hasta su metamorfosis. La cría de larvas de erizo de mar es un arte, que requiere un buen conocimiento del organismo y una comprensión de todo lo que puede ir mal cuando las larvas se crían en frascos de cultivo.
Formación deseada:
Los becarios deben estar interesados en la ecología y la evolución de los organismos marinos y en aprender técnicas moleculares. La mayor parte del muestreo se realiza con esnórquel, por lo que los becarios deben ser buenos nadadores y sentirse cómodos trabajando en el agua.
Lecturas recomendadas:
Rahman, M. A., T. Uehara, and J. S. Pearse. 2001. Hybrids of two closely related tropical sea urchins (Genus Echinometra): Evidence against postzygotic isolating mechanisms. Biol. Bull. 200:97-106. DOI:10.2307/1543303
K.S. Zigler, and H.A. Lessios. 2004b. Speciation on the coasts of the New World: Phylogeography, reproductive isolation, and the evolution of bindin in Lytechinus. Evolution 58:1225-1241. DOI: 10.1111/j.0014-3820.2004.tb01702.x
M.A. McCartney, G. Keller, H.A. Lessios. 2000a. Dispersal barriers in tropical oceans and speciation in Atlantic and eastern Pacific sea urchins of the genus Echinometra. Molecular Ecology 9:1391-1400. DOI 10.1046/j.1365-294x.2000.01022.x
