Ecological phylogeography and coalescent models suggest a linear population expansion of Anastrepha fraterculus (Diptera: Tephritidae) in southern South America

This work is a first approach to an integrated view of the genetics, ecology and dispersion patterns of Anastrepha fraterculus in southern South America. We studied the association of genetic variation with geographical patterns and environmental variables to provide insight into the crucial factors that drive the structure and dynamics of fly populations. Data from a 417 bp mitochondrial COII gene fragment from seven Argentinian populations and one South Brazilian population (from five ecoregions grouped in three biomes) were used to identify population clusters using a model-based Bayesian phylogeographical and ecological clustering approach. The sequences were also analysed under a coalescent model to evaluate historical demographic changes. We identified 19 different haplotypes and two clusters differing in all the environmental covariables. The assumption of neutral evolution and constant population size was rejected, and the population growth parameters suggested a linear population expansion starting 2500 years before present. The most likely ancestral location is Posadas, from where A. fraterculus would have expanded southwards and westwards in Argentina. This result is consistent with Holocene changes and anthropic factors related to the expansion of the Tupí-Guaraní culture, 3000-1500 years before present.Fil: Vilardi, Juan Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Freilij, Damian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Ferreyra, Laura Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Gómez Cendra, Paula Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentin

Rapid cryptic divergence of the Anastrepha fraterculus complex in the Late Pleistocene: a phylogeographical–ecological approach

The Anastrepha fraterculus complex (AF complex) is a complex of fruit fly species consisting of eight morphotypes distributed across the Americas. In this study, landscape genetics, phylogeographical inferences and coalescence simulations were used to unveil the evolutionary history of the AF complex. Nuclear ribosomal ITS1 sequences from 331 samples distributed in 10 American countries throughout 32 ecoregions and seven biomes were analysed. Results showed high levels of diversity, intraspecific divergence and structuring associated with the different morphotypes of the complex. The analysis of gene flow and genetic diversity showed a clear geographical and environmental pattern. The morphotype–environment association suggested that the cryptic divergence process has involved local adaptation as a mechanism to withstand harsh, novel or variable conditions. The analysis showed a rapid divergence between morphotypes. Haplotypes have been diverging for ~27 000 years before the present, probably enhanced by environmental changes during the Last Glacial Maximum. Diversity estimators and neutrality tests revealed that populations have been experiencing a recent linear growth, starting in the Early Holocene (~11 500 years before the present). The Bayesian phylogeographical and ecological clustering approach detected five spatially separated and ecologically differentiated clusters. Additionally, equatorial Amazonia was indicated to be the most probable ancestral centre of origin for the AF complex.Fil: Freilij, Damian. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Vilardi, Juan Cesar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gómez Cendra, Paula Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; Argentin

Environmental gradualism explains variation in pollination systems of columnar cacti: Phylogenetic and trait evolution analyses

Aim: The geographical dichotomy hypothesis (GDH) states several flowering plant groups have specialized pollination systems in tropical areas where resources are more reliable and pollinator communities tend to be more stable, than in extratropical areas. Our main goal was to understand the scope of the GDH and/or gradual environmental variation considering the evolutionary history of the pollination traits. Location: Neotropical tropics and adjacent extratropics. Major taxa studied: Columnar cacti. Methods: Using a database composed of ~54 columnar cacti species (31.7% of the global columnar cactus species), four complex traits were analysed: pollination syndromes, reproductive systems, type of anthesis, and duration of anthesis. We conducted generalized linear models (GLMs), phylogenetic regressions, evolutionary trait optimization, and multivariate models with 19 bioclimatic variables and potential evapotranspiration. Results: Weak phylogenetic signal was detected for all traits, giving consistent results between GLMs and phylogenetic regression analysis. The pollination syndrome and duration of anthesis varied with latitude, in contrast to the reproductive system and the type of anthesis. In the Southern Hemisphere, the pollinators were more diverse and the duration of anthesis was longer. Different evolutionary paths between hemispheres were detected and optimization showed a complex pattern in the evolution of traits, suggesting high homoplasy with multiple transformations by convergence and/or parallelism. The environmental models showed thermic seasonality may be at the core of the latitudinal variation of the pollination system. Main conclusions: We did not detect a geographical dichotomy in pollination systems of the cacti, but rather a gradual change in different pollination attributes. Therefore, instead of a GDH, we propose an environmental gradient hypothesis (EGH). Environmental variables may be explaining the variation detected in pollination system traits by conditioning floral properties (morphology, phenology), diversity and distribution of pollinators, and/or coevolution occurrence. The complexity implied in these traits is consistent with high homoplasy levels and a differential evolutionary history between the hemispheres.Fil: Freilij, Damian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Larrea Alcazar, Daniel. Universidad Mayor de San Andrés; BoliviaFil: Lopez, Pablo Ramiro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Mayor de San Andrés; BoliviaFil: Velarde Simonini, Fernando. Universidad Mayor de San Andrés; BoliviaFil: Naoki, Kazuya. Universidad Mayor de San Andrés; BoliviaFil: Bessega, Cecilia Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentin

Análisis de la estructura espacial de una población argentina de Anastrepha fraterculus mediante marcadores moleculares SSR y morfométricos

La mosca sudamericana, Anastrepha fraterculus, causa daños significativos a cultivos frutales. El objetivo de este estudio fue analizar la distribución espacial de la variación genética y morfológica en una población de esta especie. Se estudiaron 4 loci SSR y 6 rasgos morfométricos en 105 adultos provenientes de 35 frutos de 7 guayabos de San Pablo, Tucumán. La distribución de la varianza molecular y morfométrica se evaluó respectivamente mediante AMOVA y análisis lineal generalizado multivariado (MCMCglmm) considerando los niveles árbol/ fruto/individuo. La estructura poblacional críptica y estructura espacial se evaluaron para ambos marcadores mediante autocorrelación espacial, DAPC y el software Geneland. Los loci analizados fueron muy variables, con 12,75 alelos promedio por locus y H E =0,71. Se observó exceso de homocigotas (F IS =0,20). Para los dos tipos de marcadores la diferenciación entre árboles fue significativa, pero no así la variación entre frutos dentro de cada árbol. El DAPC para ambos tipos de marcadores identificó 4 grupos bien diferenciados, pero no consistentes entre sí. No se encontró autocorrelación espacial para ningún marcador. El análisis mediante Geneland que combina la información geográfica, molecular y morfométrica identificó 3 grupos (clusters) con un alto nivel de hibridación (50%). Tomados en conjunto, los análisis realizados sugieren la ocurrencia de una alta heterogeneidad dentro de la población muestreada, aunque la dispersión reduciría la diferenciación genética entre las hembras que colonizan frutos de diferentes árboles.Fil: Freilij, Damian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Gómez Cendra, Paula Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Rodriguez, Angeles Iriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Ferreyra, Laura Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaFil: Vilardi, Juan Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Genética de Población Aplicadas; ArgentinaXVII Congreso Latinoamericano de Genética; XLVII Congreso Argentino de Genética; LII Reunión Anual de la Sociedad de Genética de Chile; VI Congreso de la Sociedad Uruguaya de Genética; V Congreso Latinoamericano de Genética Humana; V Simposio Latinoamericano de Citogenética y Evolución: La arquitectura del genoma: Su expresión en los fenotipos y las poblacionesMendozaArgentinaAsociación Latinoamericana de Genétic