Ecology and phylogeography of supratidal rockpool beetles

Resumen

Comprender cómo los factores bióticos, abióticos e históricos interactúan para configurar la distribución de las especies es un tema central en ecología y evolución, con implicaciones significativas para la conservación de la biodiversidad. Los hábitats costeros, ecotonos afectados por condiciones marinas y terrestres, incluyen las pozas supralitorales, que son ambientes dinámicos y fragmentados, impredecibles en cuanto a cantidad de agua, temperatura y salinidad, y que sostienen una comunidad de organismos pobre en especies, pero singulares y fuertemente adaptados. El género de escarabajos Ochthebius, uno de los pocos linajes de insectos acuáticos capaces de vivir estos ambientes, es un buen modelo para estudiar los procesos ecológicos y evolutivos en estos hábitats. La presente tesis tiene como objetivo determinar los patrones espaciales en la estructura genética poblacional de tres especies de Ochthebius (O. lejolsii, O. subinteger y O. quadricollis) que habitan las pozas supralitorales de la costa mediterránea ibérica, y caracterizar su nicho ecológico y sus patrones de coexistencia. Además, la tesis identifica los factores abióticos que permiten su coexistencia en un hábitat tan extremo e intenta desentrañar los factores que determinan sus patrones de diversidad genética y estructura poblacional. En el capítulo 1, se analizan los patrones de ocurrencia espacio-temporal de O. lejolisii y O. quadricollis y se comparan los nichos ambientales de adultos y larvas, determinando las variables ambientales que impulsan sus patrones de distribución y abundancia. Los resultados obtenidos muestran correlaciones negativas entre sus abundancias, sugiriendo una segregación espacio-temporal basada en diferentes respuestas ambientales. Se detectaron diferencias interespecíficas sutiles de nicho, mayores en larvas que en adultos, principalmente relacionadas con el hidroperiodo de la poza. Fluctuaciones en la idoneidad del hábitat y el gradiente de proximidad al mar favorecen la coexistencia. En el capítulo 2 se explora el papel potencial de las corrientes y frentes oceánicos en la formación de la estructura genética las tres especies en el Mediterráneo occidental, combinando genética de poblaciones y modelización biofísica. Los resultados muestran que las corrientes oceánicas influyen en la estructura genética de las mismas, con el modelo biofísico basado en corrientes y frentes oceánicos prediciendo mejor la estructura genética observada que el simple aislamiento por distancia. Discontinuidades genéticas en el Canal de Ibiza y la interfaz entre los giros del Mar de Alborán sugieren que estas características oceánicas actúan como barreras significativas para la dispersión de estos organismos costeros no marinos. En el capítulo 3 se desarrollan y caracterizan loci de marcadores microsatélites (SSR) para estas especies mediante secuenciación de alto rendimiento de nueva generación (NGS) para facilitar la identificación de poblaciones y estudios de estructura genética, válidos para las tres especies de Ochthebius que coexisten en el Mediterráneo ibérico. Finalmente, en el capítulo 4 se estudia la diversidad genética y la estructura poblacional de estas especies utilizando microsatélites como marcadores moleculares, con el fin de dilucidar la conectividad poblacional y discernir los factores subyacentes que moldean sus patrones de diferenciación genética poblacional. Los resultados revelaron una baja diversidad genética y una alta conectividad y flujo genético entre las poblaciones de estas especies, probablemente debido a mecanismos de dispersión pasiva. Ochthebius quadricollis fue la única que presentó una estructura genética marcada, con una discontinuidad genética significativa en la interfaz de los giros de Alborán y un aislamiento por distancia sin influencia significativa de los factores ambientales explorados. En conjunto, los resultados representan una importante contribución al conocimiento de los factores que permiten la coexistencia y determinan la estructura genética en organismos de las pozas supralitorales, integrando estudios ecológicos y filogeografía, y ayudando a comprender sus patrones de distribución y variación genética, reflejo de su historia evolutiva, preferencias de microhábitat y mecanismos de dispersión.