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Harpagifer, el colonizador de la Patagonia que llegó desde los hielos

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Publicado
30 de may del 2013

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Boletín Ciencia


Un ejemplar de Harpagifer antarcticus en aguas de la isla Rey Jorge (crédito Dirk Schories).

La evolución de la fauna de los fondos marinos antárticos ha sido modelada por factores geológicos y climático-atmosféricos, como el aislamiento geográfico del continente y la posterior instalación de la Corriente Circumpolar Antártica. A pesar del aislamiento que actualmente afecta a esta región, se han planteado fuertes vínculos biogeográficos entre la península Antártica y el extremo sur de Sudamérica. Estudios recientes en invertebrados marinos han situado la divergencia hace unos 5 millones de años, asociada probablemente al incremento de la Corriente Circumpolar Antártica. En este sentido y en el marco del proyecto “Filogeografía y divergencia molecular entre especies del género Harpagifer de Antártica y Patagonia”, financiado por el Instituto Antártico Chileno, se estimó la divergencia de dos especies de peces: Harpagifer bispinis (Patagonia) y Harpagifer antarcticus (Antártica).

Los resultados obtenidos indican que el tiempo estimado de la separación entre estas especies tuvo lugar hace 1 millón de años, aproximadamente. Lo curioso es que el proceso de colonización no ocurrió desde la Patagonia hacia la Antártica, sino al revés. Los procesos de dispersión gatillados por la Gran Glaciación Patagónica, habrían permitido la colonización del extremo sur de América desde las islas del Arco de Scotia.

La historia evolutiva y aislamiento de la Antártica han producido un ambiente único, con especies endémicas adaptadas a sus extremas condiciones. Un buen ejemplo, son los peces nototénidos que han logrado sobrevivir gracias a la adquisición de proteínas anticongelantes, a los cambios climáticos y oceanográficos del océano Austral alrededor de la Antártica, ocurridos durante los últimos 40 millones de años.

Si bien el aislamiento cambió radicalmente a este continente, se han detectado fuertes vínculos entre la fauna bentónica (del fondo marino) de la península Antártica y el extremo austral de Sudamérica. Los estudios realizados recientemente por Angie Díaz, Claudio González-Wevar y Elie Poulin, pertenecientes al Instituto de Ecología y Biodiversidad, Universidad de Chile y apoyados por el Instituto Antártico Chileno (INACH), han demostrado en invertebrados con etapas larvales durante su desarrollo, la persistencia de contactos después de la separación física de los continentes, situando la divergencia entre finales del Mioceno y principios del Plioceno (3.7 a 5.0 millones de años), asociada quizás al incremento de la Corriente Circumpolar Antártica.

Teniendo estos antecedentes en consideración, se desarrolló un estudio enfocado en los peces nototénidos. Así nació el proyecto “Filogeografía y divergencia molecular entre especies del género Harpagifer de Antártica y Patagonia”, financiado por el INACH.

La decisión de estudiar este género no fue antojadiza: en primer lugar, hay una especie en el sector de la península Antártica (Harpagifer antarcticus) y otra que vive en el extremo austral de Sudamérica (Harpagifer bispinis); en segundo lugar, ambos peces viven en aguas someras; en tercer lugar, presentan una larva que permanecería aproximadamente un año en la columna de agua; y, por último, presentan innovaciones fisiológicas y morfológicas que les permiten tolerar temperaturas bajo cero (presencia de proteínas anticongelantes) y fuertes reducciones en la salinidad.

Se analizó la región control del ADN mitocondrial para estimar el tiempo de la separación entre ambas especies, determinando el número de mutaciones que diferencian a estos peces congéneres de la Antártica y Patagonia. Además, se realizó la reconstrucción filogenética, permitiendo situar la divergencia de Harpagifer dentro del grupo de los peces nototénidos.

Para nuestro asombro, el tiempo estimado de la separación entre H. bispinis y H. antarcticus aparentemente comenzó unos 4 millones de años después de la divergencia de invertebrados como la lapa Nacella y el erizo Sterechinus, estimando la separación hace 1 millón de años aproximadamente (durante los ciclos glaciales e interglaciales del Pleistoceno), es decir, en forma muy posterior a la intensificación de la Corriente Circumpolar Antártica.

¿Qué pudo haber causado una separación tan reciente? En este sentido, creemos que una colonización durante la Gran Glaciación Patagónica (entre 1,17 y 1,02 millones de años) permitió la dispersión desde las islas del Arco de Scotia hacia el extremo sur de América.

Con el tiempo, los eventos cálidos de los ciclos interglaciales habrían puesto término a la conexión, lo que se tradujo en una acumulación de diferencias genéticas entre las poblaciones de la Antártica y Patagonia. Un ejemplo de esta reciente separación es la presencia de proteínas anticongelantes en H. bispinis, sin duda, una señal de sus antepasados que colonizaron el extremo sur de América desde el hielo antártico.

Por Mathias Hüne, Andrés Mansilla, Daniel A. Fernández, Esteban Barrera-Oro y Elie Poulin.

Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB), Universidad de Magallanes, Centro Austral de Investigaciones Científicas, Instituto Antártico Argentino, Universidad de Chile.
Versión original publicada en el Boletín Antártico Chileno, del Instituto Antártico Chileno (descarga gratuita en 10.112.1.19/inach).

Un ejemplar de Harpagifer bispinis en aguas del estrecho de Magallanes (crédito Mathias Hüne).


Descripción de los procesos de separación en la lapa Nacella y el erizo Sterechinus (a – b), y los procesos de dispersión (c – d) en el pez Harpagifer entre Sudamérica y Antártica. CCA: Corriente Circumpolar Antártica. GGP: Gran Glaciación Patagónica. Ma: Millones de años.