Artículos

 

Análisis genético y morfométrico de Chione californiensis y C. subimbricata (Bivalvia: Veneridae) del Pacífico oriental mexicano y el Golfo de California

 

Genetic and morphometric analysis of Chione californiensis and C. subimbricata (Bivalvia: Veneridae) from the Mexican East Pacific and Gulf of California

 

A Licona-Chávez¹, F Correa-Sandoval¹*, J de la Rosa-Vélez², F Camarena-Rosales³

 

¹ Instituto de Investigaciones Oceanológicas, Universidad Autónoma de Baja California, Apartado postal 453, Ensenada, CP 22800, Baja California, México. * E-mail: correa@uabc.mx.

² Facultad de Ciencias Marinas, Universidad Autónoma de Baja California, Apartado postal 453, Ensenada, CP 22800, Baja California, México.

³ Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Apartado postal 453, Ensenada, CP 22800, Baja California, México.

 

Recibido en septiembre de 2006;
Aceptado en marzo de 2007

 

Resumen

Con el objetivo de caracterizar genética y morfométricamente algunas poblaciones de Chione californiensis y C. subimbricata de las costas del Golfo de California y el Pacífico bajacaliforniano, se realizaron electroforesis de alozimas en 23 sistemas enzimáticos y análisis morfométricos con 14 caracteres de la valva izquierda. Los análisis alozímicos revelaron un grado de heterocigosidad mayor a 40% en todas las poblaciones y debido a que algunos loci se desviaron significativamente de la Ley de Hardy-Weinberg, se plantea que se encuentran en desequilibrio. El indice de fijación para las poblaciones de C. californiensis indicó poca estructuración genética (F_ST = 0.045, Nm = 0.363) debido a que el flujo genético está limitado por la ubicación y las condiciones geográficas de las localidades en donde se recolectaron las poblaciones estudiadas. La distancia genética de Nei agrupó a las dos poblaciones más sureñas de C. californiensis y corroboró la relación sistemática de esta especie respecto a C. subimbricata. El análisis morfométrico logró evidenciar diferencias intra e interpoblacionales, así como también la relación sistemática entre ambas especies. Se identificaron seis variables morfométricas que contribuyeron en mayor medida a esta diferenciación y se obtuvieron distancias morfométricas de Mahalanobis que reflejaron diferencias en la morfometría de las dos poblaciones de C. californiensis del Golfo de California y la población del Pacífico. Los resultados generados en ambos tipos de análisis respaldaron la agrupación de estas especies dentro del subgénero Chione propuesto por Keen (1971).

Palabras clave: Chione, bivalvos, genética, alozimas, morfometría.

 

Abstract

For the genetic and morphometric characterization of three populations of Chione californiensis and one of C. subimbricata from the Pacific Baja California and Gulf of California coastlines (Mexico), allozyme electrophoresis was performed in 23 enzymatic systems and 14 morphometric characters were analyzed. The allozymic analysis indicated a heterozygosity of more than 40% in all the populations and since some loci deviated significantly from the Hardy-Weinberg law, disequilibrium is proposed. The fixation index for the populations of C. californiensis showed little genetic structure (F_ST = 0.045, Nm = 0.363) because gene flow is limited by the location and geographic conditions of the sites from where they were collected. Nei's genetic distance grouped the two southernmost populations of C. californiensis and corroborated the systematic relationship of this species with C. subimbricata. The discriminant function analysis revealed intra- and interpopulation differences, as well as the systematic relationship between both species. Six morphometric variables were identified that contributed most to this differentiation and the Mahalanobis morphometric distances indicated differences in the morphometry of the two C. californiensis populations from the Gulf of California and the population from the Pacific. The results generated by both analyses support the inclusion of these species within the subgenus Chione proposed by Keen (1971).

Key words: Chione, bivalves, genetics, allozymes, morphometry.

 

Introducción

Los moluscos bivalvos del género Chione (Megerle von Mühlfeld 1811) pertenecen a la familia Veneridae (Rafinesque 1815). De acuerdo con Keen (1971), este género incluye seis subgéneros (Chione s.s., Chionista, Chionopsis, Iliochione, Lirophora y Timoclea) con 40 especies vivientes caracterizadas por tener escultura concéntrica, seno palial pequeño y el diente cardinal denticulado. La distribución actual de este género comprende aguas templadas y subtropicales del Atlántico occidental, desde Carolina del Sur hasta Brasil, y del Pacífico oriental, desde el sur de California hasta Perú (Roopnarine 1996). El Pacífico americano cuenta con 25 especies, de las cuales 15 se distribuyen en las costas de la Península de Baja California (Keen 1971, Abbot 1974).

Las especies Chione californiensis (Broderip 1835) y C. subimbricata (Sowerby 1835) se clasifican dentro del subgénero Chione (Keen 1971), el cual agrupa a seis especies. Chione californiensis habita en zonas intermareales y se captura localmente para autoconsumo (García-Domínguez et al. 1991, Castro-Ortiz y García-Domínguez 1993) y a la fecha no existe regulación o ley ambiental que la proteja (Baqueiro 1989). Chione subimbricata, por el contrario, no es aprovechada para autoconsumo y hasta el momento no cuenta con estudios básicos acerca de su biología.

Los análisis genéticos de alozimas así como los biométricos de caracteres morfológicos son útiles para distinguir diferentes niveles taxonómicos como géneros, subgéneros, especies y poblaciones. Al utilizarlos en forma conjunta ofrecen una mejor aproximación a la sistemática de diferentes taxa (Richardson et al. 1986), además de que contribuyen a un mayor entendimiento de la diferenciación de las poblaciones y especies (Futuyma 1998, Avise 2005). Los estudios morfométricos además ayudan a identificar los caracteres distintivos de cada taxón (Reimchen et al. 1985, Wiens 2000), así como a establecer el grado de variación morfológica en función de la distribución geográfica tanto en peces (Reimchen et al. 1985, Camarena-Rosales 1999) como en bivalvos (Roopnarine 1995).

La presente investigación tuvo como objetivos la caracterización genética por medio del análisis electroforético de alozimas y la caracterización morfométrica de la concha por medio del análisis de funciones discriminantes en tres poblaciones de C. californiensis y una de C. subimbricata de la región sur de la Península de Baja California y el Golfo de California, México.

 

Material y métodos

Las almejas de las especies analizadas en este estudio fueron recolectadas vivas de acuerdo con la disponibilidad de ejemplares en cada zona de muestreo. La especie C. californiensis se recolectó en tres localidades del Golfo de California y la Península de Baja California: (1) Laguna Agiabampo, Sonora (26°21'17''N, 109°09'17''W); (2) Puerto San Carlos, Baja California Sur (24°47'42'' N, 112°06'00'' W); y (3) la Ensenada de La Paz, Baja California Sur (24°07'48'' N, 110°25'12''W); se obtuvieron 24, 51 y 59 organismos, respectivamente, y estas poblaciones fueron designadas como 1, 2 y 3, respectivamente. De la especie C. subimbricata únicamente fueron recolectados 26 ejemplares en las playas de Melaque, Jalisco (19°13'20''N, 104°42'18'' W), aun cuando se hicieron búsquedas en otras playas a lo largo del Golfo de California, desde las costas de Sonora hasta las de Jalisco en el Pacífico mexicano. Estos ejemplares fueron designados como población 4.

Los ejemplares de ambas especies fueron colocados en hieleras herméticas a -5°C y transportados por vía aérea y terrestre hasta el Laboratorio de Genética y Biogeografía Molecular de la Universidad Autónoma de Baja California, en Ensenada, BC; una vez en el laboratorio se congelaron a -80°C hasta su disección y posterior análisis genético y morfométrico.

Análisis electroforéticos

De cada organismo congelado se extrajeron la glándula digestiva y el músculo aductor y una fracción fue macerada con un homogenizador mecánico de tejidos en una solución amortiguadora (Tris-HCl 0.2 M, pH 8.0 y 2 mg mL^-1 de PMSF). El tejido homogenizado se centrifugó a 12,587 g durante 20 min a 4°C; se extrajo el sobrenadante y se almacenó en tubos Eppendorf de 2 mL a -80°C hasta la electroforesis. Las valvas de cada organismo fueron rotuladas, fotografiadas y almacenadas para su posterior análisis morfométrico.

Los homogenizados de los individuos se analizaron en electroforesis horizontal en geles de almidón al 10% (Sigma) utilizando la metodología descrita por de la Rosa-Vélez (1986) y Correa et al. (2004). Se utilizaron los procedimientos de tinción histoquímica descritos por Abreu-Grobois (1983), de la Rosa-Vélez (1986), May (1992), Licona-Chávez (1999) y Correa et al. (2004) para analizar un total de 23 sistemas enzimáticos, de los cuales se obtuvieron resultados reproducibles en 13 sistemas enzimáticos: malato deshidrogenasa (MDH, EC 1.1.1.37), enzima málica (ME, EC 1.1.1.40), isocitrato deshidrogenasa (IDH, EC 1.1.1.42), glucosa-6-fosfato-1-deshidrogenasa (G6PDH, EC 1.1.1.49), superóxido-dismutasa (SOD, EC 1.15.1.1), hexokinasa (HK, EC 2.7.1.1), carboxilesterasas (EST, EC 3.1.1.-), carboxilesterasas-D (EST- D, EC 3.1.1.1), fosfatasa alcalina (ALP, EC 3.1.3.1), leucilaminopeptidasa (LAP, EC 3.4.11.1), manosa-6-fosfato isomerasa (MPI, EC 5.3.1.8), fosfoglucosa-isomerasa (PGI, EC 5.3.1.9) y fosfoglucomutasa (PGM, EC 5.4.2.2). Con estos sistemas enzimáticos se obtuvieron un total de 21 loci.

Para determinar con mayor precisión la posición de cada locus y sus alelos respectivos, en cada gel se alternaron homogenizados de cinco organismos de cada una de las poblaciones hasta completar el número total de organismos recolectados de cada población. De esta manera todas las poblaciones estuvieron representadas en un mismo gel y se evitaron posibles sesgos en la interpretación de los zimogramas. Se utilizó la designación alélica A, B, C y así sucesivamente, siendo el alelo A el que alcanzó la distancia mayor desde el origen (Swofford y Selander 1989); para sistemas con más de un locus, éstos se enumeraron en orden ascendente, desde los más anódicos hasta los más catódicos. Los alelos cuya frecuencia fue menor a 0.01 fueron considerados como raros (de la Rosa-Vélez 1986).

Para cada población se calcularon las frecuencias alélicas, el ajuste a la Ley de Hardy-Weinberg por medio de una prueba de χ², deficiencia o exceso de heterocigotos (D). La heterocigosidad esperada y la distancia genética se calcularon para tamaños de muestra pequeños de acuerdo con Levene (1949) y Nei (1978), respectivamente. Se calcularon los estadígrafos F de Wright (F_IT, F_ST y F_IS) según el método de Weir y Cockerham (1984) intra e interespecíficamente, así como su varianza utilizando el procedimiento jacknife y la estimación de sus intervalos de confianza al 95% mediante bootstrap. Para obtener la significancia de los estadígrafos F, se tomaron en cuenta los errores estándar de la media estimada mediante el procedimiento jacknife para todos los loci y los límites de confianza al 95% basados en el análisis bootstrap para todos los loci (Weir 1996, Ayre y Hughes 2000, Zúñiga et al. 2000). Se estimó en número de migrantes (Nm) de acuerdo con Barton y Slatkin (1986).

Para los cálculos anteriormente mencionados se utilizaron diferentes paquetes de cómputo como Biosys-1 (Swofford y Selander 1989), TFPGA v1.3 (Miller 1997) y FSTAT v2.8 (Goudet 1999). Cuando se realizaron pruebas múltiples se aplicó la corrección de Bonferroni de acuerdo con el método de Dunn-Sidák: [α" = (1 - (1 - 0.05)1/k)], donde k es el número de pruebas (Sokal y Rohlf 1995).

Análisis morfométrico

Después de la disección se determinó el peso fresco en gramos del músculo aductor para cada organismo y mediante un vernier digital (±0.01 mm) se midió el ancho de ambas valvas así como el largo y la altura de la valva izquierda, de acuerdo con lo sugerido por Roopnarine (1995). Además de estas medidas se realizaron 11 mediciones morfométricas más, también expresadas en milímetros, asociadas a cambios en la forma de las valvas así como a la orientación de la charnela y a la cicatriz del músculo aductor (fig. 1).

Se calcularon las medidas de tendencia central y de dispersión con el paquete Statistica v6 (StatSoft 2002) y posteriormente los datos fueron estandarizados con el largo de la concha para reducir el sesgo de la diferencia de tallas de acuerdo con el método utilizado por Reimchen et al. (1985). Las mediciones estandarizadas utilizadas en los subsecuentes análisis estadísticos fueron: músculo (M), alto (H), ancho (W), AB, AC, AD, CD, DG, EF, EG, FH, GH, GI y HI (fig. 1).

Se realizó la prueba estándar por pasos del análisis de funciones discriminantes (AFD) con el paquete Statistica v6 (StatSoft 2002) para identificar los caracteres morfométricos de mayor importancia en la discriminación de los taxa. En un primer AFD se incluyeron las tres poblaciones de C. californiensis. Posteriormente se realizó un segundo AFD en el que además de estas tres poblaciones se incluyó la población de C. subimbricata. Estos AFD se realizaron con la finalidad de determinar la posible variación morfométrica a nivel intra e interpoblacional. Se determinó la separación de los grupos con base en el cálculo de las distancias cuadradas de Mahalanobis (D²) la cual se graficó y se comparó con la gráfica obtenida de la distancia genética de Nei (1978).

 

Resultados

Análisis genético

Las frecuencias alélicas de los 21 loci obtenidos para las cuatro poblaciones de Chione sp. se presentan en la tabla 1. En estos resultados se pudo observar un patrón similar en los loci Alp-1, Idh-1, Pgm-1, Pgm-2, Pgm-3 y 6Pgdh, ya que en algunas poblaciones los zimogramas sí mostraron bandas aunque en un número reducido de organismos, mientras que en el resto de las poblaciones de estos mismos loci no se observó actividad de tinción.

La mayoría de los loci mostraron una composición alélica similar en las tres poblaciones de C. californiensis a excepción de Mdh ya que en la población 1 solamente se encontraron los alelos Mdh^B y Mdh^C, mientras que la población 2 presentó los alelos Mdh⁴, Mdh^B, Mdh^C y Mdh^D y la población 3 mostró los alelos Mdh^C y Mdh^D. Para C. subimbricata en este locus se obtuvieron únicamente los alelos Mdh^C y Mdh^D (tabla 1).

Entre las poblaciones de C. californiensis se observaron diferencias en el alelo más frecuente, por ejemplo en el locus Alp-1 los alelos más frecuentes en las poblaciones 2 y 3 fueron Alp-1^B y Alp-1^A, respectivamente. También en el locus Est-D el alelo más frecuente fue Est-D en las poblaciones 1 y 3, mientras que el alelo Est-D^B fue más común en la población 2. En los loci Idh-2, Lap-2, Mdh, Mpi, Pgi y Sod-1 se obtuvieron resultados similares (tabla 1).

En C. subimbricata el alelo más frecuente en el locus Sod-1 fue superior a 0.9 mientras que en C. californiensis su frecuencia no fue mayor a 0.522. También se observó que Alp, Hk, Idh-1, Lap, Mpi y Pgm no revelaron para ningún individuo de C. subimbricata mientras que si lo hicieron para la especie C. californiensis (tabla 1).

En las cuatro poblaciones de Chione sp. los valores de heterocigosidad observados (Ho) fueron similares y no mostraron diferencias mediante una prueba t de Student (P = 0.96). La menor heterocigosidad (0.435) se registró en la población 4, mientras que la mayor (0.443) ocurrió en la población 2. En todas las poblaciones los valores de heterocigosidad esperada (He) fueron mayores a los de la observada y no se encontraron diferencias significativas al aplicar una prueba t de Student (P = 0.745, P = 0.577, P = 0.7 y P = 0.757 en las poblaciones 1, 2, 3 y 4, respectivamente) (tabla 1).

Los valores de F_IS por población mostraron que en la 1 predominó un exceso de heterocigotos, mientras que las tres poblaciones restantes presentaron una deficiencia de heterocigotos (tabla 1).

De 18 loci que revelaron para la población 1, 17 fueron polimórficos y de éstos, 5 se desviaron de la ley de Hardy-Weinberg (H-W) (27.77%); en la población 2 se obtuvieron 21 loci polimórficos de los cuales 3 presentaron desviación de H-W (14.28%); en la población 3, de 18 loci polimórficos 7 mostraron desviación de H-W (38.88%) y en la población 4, de 9 loci polimórficos, 1 presentó desviación de H-W (11.11%) (tablas 1, 2).

En todas las poblaciones de C. californiensis el locus Est-3 se desvió de la ley de H-W debido a un exceso de heterocigotos (D+) y, por el contrario, el locus Me se desvió de dicha ley al registrar una deficiencia de heterocigotos (D-) en ambas especies de Chione (tabla 1).

La prueba de comparación de genotipos mostró diferencias en los loci Mdh y Me entre todas las poblaciones de C. californiensis. Estas diferencias consistieron en que en el locus Mdh la población 1 mostró los genotipos BB, BC y CC, mientras que en la población 3 se observaron los genotipos CC, CD y DD. En este mismo locus la población 2 tuvo la mayor diversidad genotípica (AB, BB, BC, CC, CD y DD). En el locus Me la población 1 presentó el menor número de genotipos (CC y DD), la población 3 mostró tres genotipos (BB, CC y DD). Finalmente, la población 2 mostró cuatro genotipos (AA, BB, CC y DD) con la presencia de un genotipo (AA) exclusivo de esta población (tabla 2).

La prueba de diferenciación alélica determinada mediante las pruebas exactas (Raymond y Rousset 1995) entre las tres poblaciones de C. californiensis, reveló diferencias en la composición alélica de los loci Mdh y Me. En los loci Hk y Sod-2 la diferenciación ocurrió entre las poblaciones 2 y 3, en Idh-2 entre las poblaciones 1 y 2, y en Pgi-1 entre las poblaciones 1 y 3 (tabla 3).

En relación con la distancia D de Nei, las poblaciones 2 y 3 formaron una agrupación cuya distancia fue de 0.040 (fig. 2a) y entre éstas y la población 1, D fue de 0.075. La distancia genética entre las dos especies fue 0.65.

En la tabla 4 se presentan los estadígrafos F de Wright (F_IT, F_ST y F_IS) para las poblaciones de C. californiensis. El coeficiente de endogamia individual F_IS fue significativamente diferente de cero en nueve loci, de los cuales en seis y en el F_IS total los valores indicaron una deficiencia de heterocigotos significativa. El coeficiente de endogamia global (F_IT) proporcionó nueve loci significativamente diferentes de cero y seis de estos casos y el F_IT global tuvieron una deficiencia de heterocigotos significativa de la misma manera que en el coeficiente F_IS. Los valores del índice de fijación F_ST para los loci Hk, Idh-2, Mdh y Me, así como el F_ST total, fueron significativamente diferentes de cero (tabla 4).

El F_ST calculado entre pares de poblaciones mostró valores menores entre las poblaciones 1 y 2 (0.045) y entre las poblaciones 2 y 3 (0.041), ocurriendo el valor mayor entre las poblaciones 1 y 3 (0.101).

En todos los casos, los promedios de los estadígrafos F_IT, F_ST y F_IS (método de Weir y Cockerham 1984) fueron cercanos a los estimados por medio del método de jacknife (tabla 4).

Análisis morfométrico

Los valores medios de los caracteres morfométricos para las poblaciones de C. californiensis y C. subimbricata se presentan en la tabla 5. De los 26 organismos recolectados de C. subimbricata, sólo fue posible analizar 24 debido a la fractura de las valvas de dos ejemplares. En las tres poblaciones de C. californiensis los promedios del largo de la valva izquierda variaron de 34 a 53 mm y, según el análisis de varianza de una vía por rangos de Kruskall-Wallis (P = 0.182), no se encontraron diferencias significativas. En C. subimbricata este mismo carácter varió entre 20 y 32 mm.

El primer AFD para las tres poblaciones de C. californiensis indicó que las variables que aportaron la mayor diferenciación entre poblaciones fueron AD, CD y H, definidas en la raíz canónica 1 y W, M y GI en la raíz canónica 2. En el segundo AFD las tres poblaciones de C. californiensis y la población de C. subimbricata se encontró que las variables que discriminan entre las dos especies fueron AD y H en la raíz canónica 1 y W, AD y CD en la raíz canónica 2. Es importante destacar que las 14 variables utilizadas en el AFD que ayudaron a diferenciar a nivel intraespecífico en C. californiensis fueron también útiles para discriminar entre C. californiensis y C. subimbricata, dos especies del mismo género.

La clasificación de las poblaciones por medio del AFD identificó correctamente a 92% de los individuos a nivel intra (C. californiensis) e interespecífico (C. californiensis y C. subimbricata). Las distancias cuadradas de Mahalanobis (D²) mostraron valores similares entre las tres poblaciones de C. californiensis, mientras que entre las dos especies estuvieron entre 34 y 52. El fenograma (fig. 2b) reveló que la morfometría de las poblaciones 1 y 3 fue similar pero difirió ligeramente de la morfometría de la población 2, mientras que C. subimbricata se mantiene morfológicamente distante de las tres poblaciones de C. californiensis.

La gráfica de la raíz 1 con la raíz 2 del primer AFD de las poblaciones de C. californiensis mostró una distribución de los datos morfométricos y una diferenciación de las poblaciones similares a las obtenidas en el segundo AFD, en el cual se incluyó a las cuatro poblaciones. Este segundo AFD mostró tanto la diferenciación morfométrica intraespecífica (poblaciones 1, 2 y 3) como la interespecífica (poblaciones 1, 2 y 3 en relación con la 4) (fig. 3).

 

Discusión

Análisis genético

Los resultados obtenidos en esta investigación son de gran valor al ser los primeros registros genéticos para estas especies y, por lo tanto, una referencia científica inicial para el conocimiento de su genética.

De acuerdo con los resultados de las frecuencias alélicas, es posible considerar el alelo Sod-1^B como uno cuya frecuencia es útil para diferenciar entre C. californiensis y C. subimbricata. De la misma manera el genotipo Mdh^AB observado únicamente en la población 2 puede ser útil para identificar la población de origen dentro de la especie C. californiensis.

Es importante señalar que, aunque no estaba entre los objetivos de esta investigación, no fue posible precisar la causa de la ausencia de tinción histoquímica de individuos en algunos loci para las poblaciones de Chione; sin embargo, descartamos cualquier error de tipo técnico.

Para las cuatro poblaciones de Chione los niveles de heterocigosis observada (0.44) fueron elevados en comparación a los reportados en la literatura para invertebrados marinos (0.061-0.216, Fujino et al. 1983), moluscos como caracol (0.22, Tello-Cetina et al. 2005), abulón (0.03-0.24, Brown 1993) y ostión (0.27-0.29, English et al. 2000), o bien para crustáceos como el camarón blanco (0.171-0.319, Rivera-García y Grijalva-Chon 2006). De la misma forma, estos valores de heterocigosis fueron superiores a los encontrados específicamente para algunos bivalvos venéridos como Tridacna maxima (0.220), Ruditapes philippinarum (0.248) y Phacosoma japonicum (0.15) (Sato 1996). Ante este elevado nivel de heterocigosidad, descartamos la posibilidad de haber incurrido en una sobreestimación de los individuos heterocigotos, ya que la interpretación electroforética se basó en la estructura cuaternaria de las enzimas (Harris y Hopkinson 1976). Cabe señalar además que las enzimas analizadas se eligieron al azar y sin conocer previamente que serían polimórficas.

Para explicar la deficiencia de heterocigotos en poblaciones naturales se han propuesto diversas hipótesis que comprenden: autofecundación, presencia de alelos nulos, fenómenos a nivel cromosómico (aneuploidias), sesgo en el muestreo, efecto Wahlund y selección en contra de un alelo o genotipo particular (Zouros y Foltz 1984, Raymond et al. 1997). Los resultados encontrados para las poblaciones 2, 3 y 4 en esta investigación sugieren como posibles causas de la deficiencia de heterocigotos el efecto Wahlund, debido a que es posible la incorporación de individuos de diferentes cohortes en una misma muestra, así como selección en contra de los heterocigotos.

Los resultados de la distancia genética de Nei (1978) entre C. californiensis y C. subimbricata son producto de su divergencia, ya que desde el Plioceno temprano (5.2-2.5Ma) el subgénero Chione al cual pertenecen, habitaba en la región estudiada en esta investigación (Roopnarine 1996). Por su parte, los registros más antiguos de la especie C. californiensis datan del Plioceno tardío hace 2.4 Ma (Roopnarine 1996), época en la cual el Golfo de California ya tenía la configuración actual (Gastil et al. 1979). Sin embargo es factible que la población 1 haya divergido antes que las poblaciones 2 y 3, ya que su distancia genética (D) en relación a las otras dos fue mayor.

El resultado significativo del índice de fijación (F_ST = 0.045) y el número de migrantes (Nm = 0.363) indicaron que las tres poblaciones de C. californiensis se encuentran poco estructuradas de acuerdo con el criterio establecido por Wright (1978). Al calcular el índice de fijación F_ST por pares de poblaciones se obtuvo poca diferenciación genética entre las poblaciones 1 y 2 y entre la 2 y la 3, así como una diferenciación genética moderada entre las poblaciones 1 y 3. La existencia de poca o moderada diferenciación genética en las poblaciones estudiadas podría estar determinada por las condiciones ambientales de la región, las cuales tienen una influencia directa sobre los patrones de variación clinal de alozimas, tal y como se ha demostrado en varias especies animales (Burton 1983), particularmente en las especies Phacosoma japonicum (Sato 1996), Cepaea nemoralis (Wilson 1996) y Varicorhinus barbatulus (Wang et al. 2004).

El flujo genético entre las poblaciones 1 y 3 pudiera estar restringido debido a que el flujo de agua del Golfo de California hacia la Laguna Agiabampo (población 1) está parcialmente limitado por la presencia de dos barreras litorales (Ayala-Castañares et al. 1990), aunado al hecho de que el ingreso de la marea está restringido por la escasa profundidad de la laguna y por los depósitos sedimentarios formados en las proximidades de la boca lo cual también podría disminuir el eventual flujo de larvas de esta localidad hacia otras cercanas. Ayala-Castañares et al. (1990) reportaron que esta localidad es un sistema lagunar ecológicamente inestable debido al impacto generado por la apertura artificial de una boca en la década de los ochenta y a la fecha se desconoce si ha logrado recuperar su estabilidad.

Entre las poblaciones 2 y 3 el flujo genético podría estar restringido debido a la convergencia de masas de aguas provenientes de la Corriente de Costa Rica (aguas templado-cálidas de origen ecuatorial) y de la Corriente de California (aguas templadas) que ocasionan que el flujo hacia el interior del Golfo de California ocurra cerca de Sinaloa y el flujo hacia afuera sea más bien a lo largo de Baja California (Castro et al. 2000).

Los estadígrafos F_IS y F_IS para C. californiensis mostraron una tendencia general a la deficiencia de heterocigotos, la cual es una condición común en bivalvos marinos (Zouros y Foltz 1984), además de que indicaron un porcentaje de endogamia individual de 12% y global de 16% en las poblaciones estudiadas. Considerando estos resultados se propone que las poblaciones estudiadas de C. californiensis están estructuradas y presentan endogamia.

Análisis morfométrico

Los análisis morfológicos son una herramienta útil en los estudios poblacionales ya que se pueden aplicar a una gran variedad de grupos de moluscos como Littorina sitkana (Boulding et al. 1993), Mytilus californiensis (Cáceres-Martínez et al. 2003) y Saccostrea (Day et al. 2000), así como en crustáceos (Creasey et al. 2000) y otros grupos taxonómicos superiores como peces (Elliot et al. 1995, Waters et al. 2001) y mamíferos (Taylor et al. 2004, Guidetti et al. 2005). Este tipo de análisis ha logrado contribuir tanto al conocimiento básico de la morfología de estos grupos como a su sistemática.

El análisis morfométrico presentado aquí para C. californiensis y C. subimbricata es el primero del que se tiene conocimiento realizado para especies de este género en el Pacífico mexicano. Los únicos reportes sobre la morfometría de Chione son los de Stanley y Yang (1987), Roopnarine (1995, 1996) y Roopnarine y Beussink (1999) quienes trabajaron con especies actuales y fósiles.

Dentro del análisis morfométrico se verificó que el tipo de estandarización utilizada es una herramienta útil y práctica ya que logró eliminar el sesgo producido por el efecto de las tallas. De la misma manera, el análisis morfométrico de funciones discriminantes mostró ser una herramienta de gran valor sistemático, como lo ha sido para otros grupos taxonómicos en donde ha evidenciado diferencias morfométricas intraespecíficas (Elliot et al. 1995, Boulding et al. 1993, Cáceres-Martínez et al. 2003) e interespecíficas cuando existen fenotipos similares (Day et al. 2000).

Los dos AFD realizados evidenciaron diferencias morfométricas tanto a nivel intraespecífico (C. californiensis) como a nivel interespecífico (C. californiensis y C. subimbricata), obteniendo en ambos casos un porcentaje de clasificación correcta de alrededor de 92%, similar a los porcentajes obtenidos por Boulding et al. (1993) para Littorina (89-94%) y por Day et al. (2000) para Saccostrea (85-100%). Estos porcentajes indicaron una acertada clasificación de los organismos, misma que se basó en las claves taxonómicas de Keen (1971).

Con los AFD se detectaron seis variables que discriminaron intraespecíficamente y cinco que discriminan interespecíficamente; sin embargo el resto de las variables fueron también importantes ya que hicieron más evidente esta diferenciación y más robusto el análisis estadístico. Estas variables podrán ser utilizadas para inferir acerca de la procedencia de las muestras en futuros estudios, siempre y cuando se tome en cuenta la posible influencia de otros factores biológicos o ambientales sobre la morfología (Day et al. 2000) como lo señaló Seed (1968). Este último autor observó que las diferencias en edad, hábitat, tasa de crecimiento y densidad influyen en la forma de la concha de Mytilus edulis. Otros factores que también deberán ser considerados ya que pueden influir sobre la morfología de moluscos bivalvos son la presencia de depredadores (Reimer y Tedengren 1996) y el nivel de mareas que influyeron en la morfología y fisiología de M. galloprovincialis (Dalla Via et al. 1987).

Los resultados de las distancias cuadradas de Mahalanobis en C. californiensis indicaron que sus poblaciones son morfológicamente similares, pero se observó mayor similitud entre dos poblaciones del Golfo de California (1 y 3). Este resultado contrasta con la distancia genética de Nei, el cual indicó mayor similitud genética entre las poblaciones 2 y 3. No obstante los resultados nos llevan a proponer que la especie C. californiensis mantiene una identidad morfológica a lo largo de la distribución geográfica de las poblaciones analizadas; sin embargo, es posible detectar ligeras diferencias morfométricas entre localidades, mismas que pudieran deberse a las características particulares de cada hábitat (tipo de sustrato, patrón de circulación oceánica, alteración o impacto ambiental, etc.) o bien a la variabilidad de esta especie.

Aunque C. californiensis es una especie con amplia distribución que habita desde el intermareal hasta profundidades de 69 m (Keen 1971), sus bancos se encuentran localizados principalmente en las zonas intermareales (García-Domínguez et al. 1991, Castro-Ortiz y García-Domínguez 1993). El tipo de sustrato sobre el que habita esta especie es variable, desde estuarios con fondo limo arcilloso y arcillas limosas como en la localidad 1 (Ayala-Castañares et al. 1990) hasta complejos lagunares altamente productivos como en la localidad 2 con sustrato predominantemente arenoso-rocoso (Saad y Palacios 2004), o bien ecosistemas altamente productivos (Lechuga 1977) con fondo de arena (90%) y limo (10%) como en la localidad 3, en donde la presencia de arcilla limita en forma determinante su distribución (García-Domínguez et al. 1994). De esta manera, el tipo de sustrato no parece estar influyendo de manera determinante sobre la morfometría de las poblaciones de C. californiensis ya que los tipos de sustrato para las poblaciones con mayor semejanza morfométrica (1 y 3) son distintos.

Para C. subimbricata, una especie intermareal que también puede habitar en mar abierto hasta profundidades de 9 m, y al igual que C. californiensis tiene una amplia distribución (Keen 1971, Abbot 1974), el único tipo de sustrato reportado es arena fina-limo y arena gruesa-roca en el estado de Guerrero, México (Baqueiro y Stuardo 1977); sin embargo, sería conveniente analizar si algunos de los factores anteriormente mencionados influyen sobre la morfometría de esta especie.

Aunque no se cuenta con más información que la aquí referida sobre las condiciones particulares de cada localidad, se plantea que son precisamente estas condiciones las que hacen que la morfología de cada población de C. californiensis mantenga variaciones a lo largo de su distribución, al menos en la escala geográfica abarcada en este estudio.

De igual manera que para el análisis genético, los resultados morfométricos de C. californiensis y C. subimbricata se consideran un punto de referencia para la correcta clasificación de los especimenes, sobretodo en estadios tempranos cuando eventualmente pudiera dificultarse su clasificación.

Los resultados generados a partir de ambos análisis confirmaron la clasificación taxonómica propuesta por Keen (1971), por lo cual se recomienda seguir utilizando dicha clasificación para las distintas especies del género Chione.

 

Agradecimientos

El presente estudio fue apoyado por la Coordinación de Posgrado e Investigación y el Instituto de Investigaciones Oceanológicas de la UABC mediante el programa 4054 "Estructura genética y filogeografía de Chione spp. (Mollusca: Bivalvia), de las costas de la Península de Baja California". Agradecemos al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) la beca doctoral de uno de los autores (LCAL) y a E Collins su apoyo técnico en el laboratorio.

 

Referencias

Abbott RT. 1974. American Seashells: The Marine Mollusca of the Atlantic and Pacific Coast of North America. 2nd ed. Van Nostrand Reinhold Co., New York, 449 pp.         [ Links ]

Abreu-Grobois A. 1983. Population genetics of Artemia. Ph.D. thesis, University of Wales, Swansea, UK, 438 pp.         [ Links ]

Avise JC. 2005. Phylogeography: The History and Formation of Species. Harvard Univ. Press, Cambridge, USA, 447 pp.         [ Links ]

Ayala-Castañares A, Gutiérrez ME, Malpica V. 1990. Morfosedimentología de la Laguna Agiabampo, Sonora-Sinaloa, México. An. Inst. Cienc. Mar Limnol. UNAM 17(2): 257-270.         [ Links ]

Ayre DJ, Hughes TP. 2000. Genotypic diversity and gene flow in brooding and spawning corals along the great barrier reef, Australia. Evolution 54(5): 1590-1605.         [ Links ]

Baqueiro E. 1989. Clam culture in Mexico: Past, present and future. In: Manzi JJ, Castagna M (eds.), Clam Mariculture in North America. Elsevier Sci., Amsterdam, pp. 383-394.         [ Links ]

Baqueiro E, Stuardo J. 1977. Observaciones sobre la biología, ecología y explotación de Megapitaria aurantica (Sow, 1835) y Dosinia ponderosa (Gray, 1938) (Bivalvia: Veneridae) de la Bahía Zihuatanejo e Isla Ixtapa, Gro., México. An. Centro Cienc. Mar Limnol. UNAM 4:161-208.         [ Links ]

Barton NH, Slatkin M. 1986. A quasi-equilibrium theory of the distribution of rare alleles in a subdivided population. Heredity 56: 409-415        [ Links ]

Boulding EG, Bouckland-Nicks J, Van Alstyne KL. 1993. Morphological and allozyme variation in Littorina sitkana and related Littorina species from the northeastern Pacific. Veliger 36: 43-68.         [ Links ]

Brown LD. 1993. Biochemical genetics and species relationships within the genus Haliotis (Gastropoda: Haliotidae). J. Molluscan Stud. 59: 429-443.         [ Links ]

Burton R. 1983. Protein polymorphisms and genetic differentiation of marine invertebrate populations. Mar. Biol. Lett. 4: 193-206.         [ Links ]

Cáceres-Martínez J, Del Río-Portilla M, Curiel-Ramírez S,Méndez I. 2003. Phenotypes of the California mussel, Mytilus californianus, Conrad (1837). J. Shellfish Res. 22(1): 135-140.         [ Links ]

Camarena-Rosales F. 1999. Relaciones filogeográficas entre especies y subespecies de Fundulus (Pises: Fundulidae) de la Península de Baja California, México. Tesis doctoral, Universidad Autónoma de Baja California, Ensenada, México, 89 pp.         [ Links ]

Castro R, Mascarenhas A, Durazo R, Collins C. 2000. Variación estacional de la temperatura y salinidad en la entrada del Golfo de California, México. Cienc. Mar. 26(4): 561-583.         [ Links ]

Castro-Ortiz JL, García-Domínguez F. 1993. Growth of Chione californiensis (Broderip, 1835) (Veneridae) in the Ensenada de La Paz, Baja California Sur, Mexico. Inv. Mar. CICIMAR 8(2): 45-52.         [ Links ]

Correa F, Collins E, Oceguera A, Cordero B, Domínguez D. 2004. Allozymic variation in the Pacific oyster Crassostrea gigas from San Quintín Bay, Baja California, Mexico. Cienc. Mar. 30(1A): 89-97.         [ Links ]

Creasey S, Rogers A, Tyler P, Gage J, Jollivet D. 2000. Genetic and morphometric comparisons of squat lobster Munidopsis scobina (Decapoda: Anomura: Galateidae) populations, with notes on the phylogeny of the genus Munidopsis. Deep-Sea Res. II 47: 87-118.         [ Links ]

Dalla Vía GJ, Tappeiner U, Bitterlich G. 1987. Shore-level related morphological and physiological variations in the mussel Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) (Mollusca Bivalvia) in the North Adriatic Sea. Monit. Zool. Ital. 21: 293-305.         [ Links ]

Day AJ, Hawkins AJS, Visootiviseth P. 2000. The use of allozymes and shell morphology to distinguish among sympatric species of the rock oyster Saccostrea in Thailand. Aquaculture 187(1-2): 51-72.         [ Links ]

De la Rosa-Vélez J. 1986. Variabilidad génica poblacional en ostiones de la especie Crassostrea virginica del Golfo de México. Tesis de doctorado. Universidad Nacional Autónoma de México, 124 pp.         [ Links ]

Elliot NG, Haskard K, Koslow JA. 1995. Morphometric analysis of the orange roughy (Hoplostethus atlanticus) off the continental slope of southern Australia. J. Fish Biol. 46: 202-220.         [ Links ]

English LJ, Maguire GB, Ward RD. 2000. Genetic variation of wild and hatchery populations of the Pacific oyster, Crassostrea gigas (Thunberg), in Australia. Aquaculture 187: 283-298.         [ Links ]

Fujino Y, Yamanaka R, Smith PJ. 1983. Genetic variation in marine mollusks. Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. 49: 1809-1817.         [ Links ]

Futuyma DJ. 1998. Evolutionary Biology. 3rd ed. Sinauer Assoc., Massachusetts, 751 pp.         [ Links ]

García-Domínguez F, González-Acosta B, Rodríguez-Astudillo S. 1991. Symbionts of the clam Chione californiensis in the Ensenada de La Paz, Baja California Sur, México. Inv. Mar. CICIMAR 6(2): 283-286.         [ Links ]

García-Domínguez F, Arvizu-Martínez J, Rodríguez-Astudillo S, Ramírez-Sevilla R. 1994. Distribución y abundancia de Chione californiensis (Pelecypoda: Veneridae) en la Ensenada de La Paz, Baja California Sur, México. Rev. Biol. Trop. 42(3): 531-536.         [ Links ]

Gastil RG, Krumenacher D, Minch J. 1979. The record of Cenozoic volcanism around the Gulf of California. Geol. Soc. Am. Bull. 90: 839-857.         [ Links ]

Goudet J. 1999. FSTAT. A program to estimate and test gene diversities and fixation indices (v. 2.8). Updated from Goudet (1995).         [ Links ]

Guidetti R, Gandolfi A, Rossi V, Bertolani R. 2005. Phylogenetic analysis of Macrobiotidae (Eutardigrada, Parachela): A combined morphological and molecular approach. Zool. Scr. 34 (May): 235-244.         [ Links ]

Harris H, Hopkinson DA. 1976. Handbook of Enzyme Electrophoresis in Human Genetics. North Holland, Amsterdam, 259 pp.         [ Links ]

Keen AM. 1971. Sea Shells of Tropical West America: Marine Mollusks from Baja California to Perú. 2nd ed. Stanford Univ. Press, 1064 pp.         [ Links ]

Lechuga DC. 1977. Informe de Labores 1977. La producción orgánica primaria en la Ensenada de La Paz, Baja California Sur. Centro de Investigaciones Biológicas (México), pp. 47-69.         [ Links ]

Levene H. 1949. On a matching problem arising in genetics. Ann. Math. Stat. 20: 91-94.         [ Links ]

Licona-Chávez AL. 1999. Análisis genético de Haliotis rufescens en Abulones Cultivados SA de CV. Tesis de maestría en ciencias, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, México, 120 pp.         [ Links ]

May B. 1992. Starch gel electrophoresis of allozymes. In: Hoelzel AR (ed.), Molecular Genetic Analysis of Populations. A Practical Approach. IRL Press, Oxford, pp. 1-27.         [ Links ]

Miller M. 1997. Tools for population genetic analyses (TFPGA). A windows program for the analyses of allozyme and molecular population genetic data. Computer software distributed by the author.         [ Links ]

Nei M. 1978. Estimation of average heterozygosity and distance from a small number of individuals. Genetics 89: 583-590.         [ Links ]

Raymond ML, Rousset F. 1995. An exact test for population differentiation. Evolution 49: 1280-1283.         [ Links ]

Raymond M, Vääntö R, Thom F, Rousset F, de Meedüs T, Renaud F. 1997. Heterozygote deficiency in the mussel Mytilus edulis complex revisited. Mar. Ecol. Prog. Ser. 156: 225-337.         [ Links ]

Reimchen TE, Stinson EM, Nelson JS. 1985. Multivariate differentiation of parapatric and allopatric populations of threespine stickleback in the Sangan River watershed, Queen Charlotte Islands. Can. J. Zool. 63: 2944-2951.         [ Links ]

Reimer O, Tedengren M. 1996. Phenotypical improvement of morphological defenses in the mussel Mytilus edulis induced by exposure to the predator Asterias rubens. Oikos 75: 383-390.         [ Links ]

Richardson BJ, Baverstock PR, Adams M. 1986. Allozyme Electrophoresis: A Handbook for Animal Systematics and Population Studies. Academic Press, San Diego, California, 410 pp.         [ Links ]

Rivera-García M, Grijalva-Chon JM. 2006. Variabilidad y diferenciación genética en camarón blanco Penaeus (Litopenaeus) vannamei de bajo y alto crecimiento. Cienc. Mar. 32(1A): 1-11.         [ Links ]

Roopnarine PD. 1995. A re-evaluation of evolutionary stasis between the bivalve species Chione erosa and Chione cancellata (Bivalvia: Veneridae). J. Paleontol. 69(2): 280-287.         [ Links ]

Roopnarine PD. 1996. Systematics, biogeography and extinction of chionine bivalves (Bivalvia: Veneridae) in tropical America: Early Oligocene-Recent. Malacologia 38(1-2): 103-142.         [ Links ]

Roopnarine PD, Beussink A. 1999. Extinction and naticid predation of the bivalve Chione von Muhlfeld in the Late Neogene of Florida. Palaeontol. Electronica 2(1), 15 March: 1-24.         [ Links ]

Saad NG, Palacios CE. 2004. Planificación para la Conservación de Sitios: Complejo Lagunar de Bahía Magdalena-Almejas, BCS, México. Pronatura AC (Noroeste), La Paz, BCS, México, 81 pp.         [ Links ]

Sato S. 1996. Genetic variability and population structure of Phacosoma japonicum (Bivalvia: Veneridae). Venus Jap. J. Malacol. 55(1): 51-63.         [ Links ]

Seed R. 1968. Factors influencing shell shape in the mussel Mytilus edulis. J. Mar. Biol. Assoc. UK 48: 350-357.         [ Links ]

Sokal RR, Rohlf FJ. 1995. Biometry. 3rd ed. WH Freeman, New York, 887 pp.         [ Links ]

Stanley SM, Yang X. 1987. Approximate evolutionary stasis for bivalve morphology over millions of years: A multivariate multilineage study. Paleobiology 13: 113-139.         [ Links ]

StatSoft Inc. 2002. STATISTICA (data analysis software system), v. 6. www.statsoft.com.         [ Links ]

Swofford DL, Selander RB. 1989. BIOSYS-1. A program for the comprehensive analysis of electrophoretic data in population genetics and systematics. J. Hered. 72: 281-213.         [ Links ]

Taylor PJ, Denys C, Mukerjee M. 2004. Phylogeny of the African murid tribe Otomyini (Rodentia), based on morphological and allozyme evidence. Zool. Scr. 33: 389-102.         [ Links ]

Tello-Cetina JA, Rodríguez-Gil LA, Rodríguez-Romero F. 2005. Genética poblacional del caracol rosado Strombus gigas en la Península de Yucatán: Implicaciones para su manejo y pesquería. Cienc. Mar. 31(2): 379-386.         [ Links ]

Wang JP, Lin HD, Huang S, Pan CH, Chen XL, Chiang TY. 2004. Phylogeography of Varicorhinus barbatulus (Cyprinidae) in Taiwan based on nucleotide variation of mtDNA and allozym. Mol. Phyl. Evol. 31: 1143-1156.         [ Links ]

Waters JM, Esa YB, Wallis GP. 2001. Genetic and morphological evidence for reproductive isolation between sympatric populations of Galaxias (Teleostei: Galaxidae) in South Island, New Zealand. Biol. J. Linn. Soc. 73: 287-298.         [ Links ]

Weir BS. 1996. Genetic Data Analysis: Methods for Discrete Population Genetic Data. Sinauer, Sunderland, MA.         [ Links ]

Weir BS, Cockerham CC. 1984. Estimating F-statistics for the analysis of population structure. Evolution 38: 1358-1370.         [ Links ]

Wiens JJ. 2000. Phylogenetic Analysis of Morphological Data. Smithsonian Institution Press, Washington, 213 pp.         [ Links ]

Wilson IF. 1996. Application of ecological genetics techniques to test for selection by habitat on allozymes in Cepaea nemoralis. Heredity 77: 324-335.         [ Links ]

Wright S. 1978. Evolution and the Genetics of Populations. Vol 4. Variability within and among natural populations. Univ. Chicago Press, Chicago, 580 pp.         [ Links ]

Zouros E, Foltz DW. 1984. Possible explanations of heterozygote deficiency in bivalve molluscs. Malacologia 25(2): 583-591.         [ Links ]

Zúñiga G, Guzmán-del-Próo S, Cisberos R, Rodríguez G. 2000. Population genetic analysis of the abalone Haliotis fulgens (Mollusca: Gastropoda) in Baja California, Mexico. J. Shellfish Res. 19 (2): 853-859.         [ Links ]