Filogenia molecular, historia demográfica y estructura genética de nuevas cepas de Trypanosoma terrestris aisladas de Tapirus terrestris en los biomas brasileños de pantanal y mata atlántica
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Resumen en español
A pesar de que los tripanosomas son un extenso grupo de parásitos, poco se sabe sobre los mecanismos evolutivos que están promoviendo divergencia en sus poblaciones naturales, y con esto, la escala espacial y temporal en la que están ocurriendo estos cambios. Para entender esta dinámica, aquí uso marcadores nucleares parasitarios y datos de radiotelemetría del hospedero vertebrado para explorar la genética de poblaciones, aspectos demográficos y relaciones filogenéticas de nuevas cepas de Trypanosoma terrestris; una especie recientemente descrita y aislada de tapires de Brasil. Los estudios filogenéticos mostraron por primera vez que el clado T. terrestris está asociado a la historia evolutiva de sus hospedadores Perissodactyla. De igual modo T. terrestris es el clado hermano del clado T. grayi, corroborando el ‘ecological host fitting’ como principal mecanismo evolutivo en los tripanosomas. Las reconstrucciones demográficas mostraron una fuerte reducción en los tamaños poblacionales del parásito durante el último período glacial en el Pleistoceno, demostrando la influencia de los hospederos y las fluctuaciones climáticas sobre la dinámica poblacional de los aislados de T. terrestris. A razón de esto, no hubo evidencia de estructura genética en los aislados parasitarios procedentes de los biomas estudiados, excepto por un haplotipo fuertemente diferenciado en una escala espacial microgeográfica en el Pantanal de Nhecolândia. Así pues, aquí se proporciona evidencia de que el vector está promoviendo la diferenciación del parásito mediante ‘ecological host-fitting’ y esto puede ocurrir a distintas escalas espaciales. Sin embargo, los mecanismos ecológicos y genéticos encargados de promover especialización y divergencia en poblaciones de parásitos aún son materia de investigación y de debate. Estudios genómicos comparados en amplia escala, que combinen enfoques metodológicos como aquellos destinados a estudiar la genética del paisaje en unión con la filogeografía histórica, serán de gran utilidad para entender la extensa radiación de los tripanosomas, incluidos los tripanosomas patógenos del hombre. Palabras clave: Trypanosoma terrestris, ecological host fitting, divergencia microgeográfica, cuello de botella, relaciones filogenéticas.
Resumen en español
Notwithstanding the trypanosomes are a widespread group of parasites, little is known on evolutionary mechanisms promoting divergence over their natural populations and thereby, the spatial and temporal scales at which these changes are happening. To understand this dynamics, I use parasite nuclear markers and host telemetric data to explore parasite population genetics, phylogenetic relationships, divergence time estimation and coalescent demographic history of Trypanosoma terrestris, a recently described clade isolated from tapirs in Pantanal and Atlantic Forest biomes of South America. Phylogenetic relationships and divergence times showed: i) T. terrestris clade is a basal clade of trypanosomes diverged from an ancient Perissodactyla host during early Eocene and ii) T. terrestris isolated from Perissodactyla hosts and T. grayi clade isolated from crocodiles in Africa and caimans from South America are sister clades. Therefore these results support the ‘ecological host fitting’ as driving mechanism in parasite phylogenetic diversification and illustrate the complex evolutionary dynamics of trypanosomes. EBSPs showed a sharp reduction (population bottleneck) in parasite populations during late Pleistocene. Along with that, Bayesian clustering analysis, AMOVA results and barrier tests did not show evidence of population genetic structure except by one haplotype from Nhecolândia landscape in Pantanal, strongly differentiated from its dispersal neighborhood and those isolates from Atlantic Forest (~14Km and FST= 0.808). In conjunction with host dispersal, provided by telemetric and genetic data, here I confirm that invertebrate host is promoting parasite divergence through colonization of new hosts at fine spatial scales (microgeographic). Thus, these microevolutionary trends are in agreement with ‘ecological host fitting’ as driving mechanism in trypanosome evolution. To understand general mechanisms shaping genetic variation and adaptation within and among parasite populations is necessary incorporate comparative genome wide scale studies and useful methodological approaches, like those combining historical phylogeography and landscape genetics, both at fine and wide spatial scales. Keywords: Trypanosoma terrestris, ecological host fitting, microgeographic divergence, population bottle-neck, phylogenetic relationships.
