Oportunidades
de pasantía

Proyecto: Cuando los continentes se unen: Perspectivas del gran cisma americano sobre las bases genómicas de la adaptación y la resiliencia marina

Usted está aquí

Título del Proyecto

Cuando los continentes se unen: Perspectivas del gran cisma americano sobre las bases genómicas de la adaptación y la resiliencia marina

Nombre del mentor

W. Owen McMillan, mcmillano@si.edu

Lugar de la pasantía

Gamboa o Naos, según las necesidades del proyecto y el interés del pasante.

Resumen y objetivos del proyecto

El Istmo Centroamericano (CAI) se completó hace aproximadamente tres millones de años, proporcionando el telón de fondo para uno de los experimentos naturales más notables de resiliencia y adaptación en organismos marinos tropicales. El surgimiento de CAI separó simultáneamente las poblaciones marinas y moldeó profundamente los entornos físicos de los dos océanos recientemente aislados. Desde la finalización de CAI, el Pacífico oriental tropical (TEP) y el Atlántico occidental tropical (TWA) se han diferenciado en las principales variables ambientales, incluidos la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto y la productividad, que son algunos de los mismos parámetros que ahora están cambiando rápidamente a escala global. Adicionalmente, en el TEP, la surgencia estacional en la Bahía de Panamá y falta de surgencia en el Golfo de Chiriquí adyacente genera diferencias notables en muchas de las mismas variables ambientales que distinguen a los dos océanos.

Nosotros aprovecharemos este poderoso fenómeno natural para estudiar la intersección entre los procesos evolutivos pasados y contemporáneos, así como el papel que desempeñan en la resiliencia y adaptabilidad de los organismos marinos. Este proyecto se basa en décadas de investigación que han identificado las llamadas "especies geminadas" (taxones hermanos que fueron separados por el surgimiento de CAI), que constituyen casos replicados de divergencia y adaptación. Específicamente, “explotaremos genomas” de los linajes de peces de arrecifes de coral y usaremos esta base para determinar las contribuciones relativas de la demografía histórica y la selección en la configuración de los genomas contemporáneos en taxones geminados. Estos nuevos genomas proporcionan el contexto para caracterizar la variación genómica, epigenómica y transcripcional, y determinar cómo esta variación se organiza en los diferentes ecosistemas ambientales marinos. Para este proyecto, nuestro set de datos único nos permitirá: i. identificar regiones del genoma asociadas con cambios adaptativos a los diferentes ambientes que caracterizan a la TEP y TWA, y, ii. determinar si las mismas regiones también muestran evidencia de divergencia adaptativa a través de gradientes ambientales similares dentro del TEP. Finalmente, combinaremos estos resultados con experimentos que caracterizan la interacción entre la adaptación local, plasticidad fenotípica y cómo estos procesos varían entre taxones geminados que viven en entornos altamente variables versus altamente estables.

Objetivos de la tutoría

Metas de la tutoría y beneficios para el pasante:

El pasante se beneficiará de ser parte de la rica y diversa comunidad de investigación de STRI, rodeado de investigadores que trabajan en todos los aspectos de la biología tropical. Trabajarán directamente con los estudiantes graduados, con reuniones semanales con el personal académico para discutir el progreso y el desarrollo y las metas del pasante.

Este proyecto es altamente interdisciplinario, combina genómica con experimentos específicos, para comprender el papel que juegan la plasticidad fenotípica y la adaptación genética en la persistencia de diferentes poblaciones en condiciones ambientales muy diferentes. El proyecto incluirá la recolección de especímenes para análisis genético, capacitación en técnicas moleculares, análisis de datos genómicos, establecimiento de un sistema de tanque para experimentos controlados y recopilación de datos fisiológicos detallados.

El mentor proporcionará capacitación en estas técnicas, así como orientación para el desarrollo de habilidades de investigación. Al finalizar el pasante tendrá una idea más holística de lo que se necesita para desarrollar proyectos de investigación desde el inicio hasta la conclusión.

Este es un puesto de tiempo completo que durará de 3 a 6 meses, con posibilidad de extensión a 1 año. Buscamos a alguien que nos ayude con todos los aspectos de este proyecto, desde la recolección de muestras hasta el análisis genómico. Se espera que el pasante elabore una propuesta de beca a corto plazo de STRI basada en preguntas que le parezcan interesantes. También habrá posibilidades de comunicar esta investigación a través de conferencias. En el pasado, los pasantes han contribuido y han sido coautores de los manuscritos resultantes de esta investigación.

Lista de lecturas sugeridas

Lessios, H. A. (2008). The great American schism: divergence of marine organisms after the rise of the Central American Isthmus. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 39, 63–91.

O'Dea, A., Lessios, H. A., Coates, A. G., Eytan, R. I., Restrepo-Moreno, S. A., Cione, A. L., Collins, L. S., de Queiroz, A., Farris, D. W., Norris, R. D., et al. (2016). Formation of the Isthmus of Panama. Sci Adv 2, e1600883.

Leray, M., Wilkins, L. G. E., Apprill, A., Bik, H. M., Clever, F., Connolly, S. R., De León, M. E., Duffy, J. E., Ezzat, L., Gignoux-Wolfsohn, S., et al. (2021). Natural experiments and long-term monitoring are critical to understand and predict marine host-microbe ecology and evolution. PLoS Biol 19, e3001322.

Back to Top