Shell shape variation of queen conch Strombus gigas (Mesograstropoda: Strombidae) from Southwest Caribbean / Variación de la conformación de la concha del caracol reina Strombus gigas (Caenogastropoda: Strombidae) del Caribe suroccidental

Abstract:The endangered species Strombus gigas is a marine gastropod of significant economic importance through the Greater Caribbean region. In contrast to phenotypic plasticity, the role of genetics on shell variations in S. gigas has not been addressed so far, despite its importance in evolution, management and conservation of this species. This work used geometric morphometrics to investigate the phenotypic variation of 219 shells of S. gigas from eight sites of the Colombian Southwest Caribbean. Differences in mean size between sexes and among sites were contrasted by analysis of variance. Allometry was tested by multivariate regression and the hypothesis of common slope was contrasted by covariance multivariate analysis. Differences in the shell shape among sites were analyzed by principal component analysis. Sexual size dimorphism was not significant, whereas sexual shape dimorphism was significant and variable across sites. Differences in the shell shape among sites were concordant with genetic differences based on microsatellite data, supporting its genetic background. Besides, differences in the shell shape between populations genetically similar suggest a role of phenotypic plasticity in the morphometric variation of the shell shape. These outcomes evidence the role of genetic back- ground and phenotypic plasticity in the shell shape of S. gigas. Thus, geometric morphometrics of shell shape may constitute a complementary tool to explore the genetic diversity of this species. Rev. Biol. Trop. 64 (4): 1585-1595. Epub 2016 December 01.

Resumen:La especie en peligro, Strombus gigas, es un gastrópodo marino de importancia económica en la región del Gran Caribe. En contraste con la plasticidad fenotípica, el papel de la genética en la variación de la concha en S. gigas no ha sido abordado hasta ahora, a pesar de su importancia evolutiva, manejo y conservación. Este trabajo utilizó la morfometría geométrica para investigar la variación fenotípica de la concha de S.gigas en ocho sitios del suroeste del Caribe colombiano. Las diferencias en el tamaño promedio entre sexos y sitios se contrastaron mediante análisis de varianza. La alometría se evaluó mediante regresión multivariada y la hipótesis de pendientes similares se contrastó mediante un análisis multivariado de covarianza. Las diferencias en la conformación de las conchas entre sitios se exploraron mediante análisis de componentes principales. El dimorfismo sexual en el tamaño no fue significativo, mientras que el dimorfismo sexual en la conformación fue significativo y variable entre los sitios. Las diferencias en la conformación de la concha entre sitios fueron concordantes con diferencias genéticas basadas en microsatélites, lo cual apoya su base genética. Además, las diferencias en conformación de la concha entre poblaciones genéticamente similares sugieren un papel de la plasticidad fenotípica en la variación morfométrica de la conformación de la concha. Estos resultados evidencian el papel de la genética y la plasticidad fenotípica en la conformación de la concha de S. gigas. Por lo tanto, la morfometría geométrica de la conformación de la concha puede constituir una herramienta complementaria para explorar la diversidad genética de esta especie.

Variación fenotípica de la langosta espinosa Panulirus argus (Decapoda: Paniluridae) en el Caribe Suroccidental / Phenotypic variation of Panulirus argus (Decapoda: Paniluridae) in Southwest Caribbean

ResumenLa langosta espinosa Panulirus argus es una importante especie pesquera en el Atlántico centro-occidental. Los cambios en el rango de dispersión a través de su ciclo de vida y sus hábitats heterogéneos, sugieren que P. argus exhibe plasticidad fenotípica. Sin embargo, la variación morfométrica de esta especie es desconocida hasta ahora, aún cuando esta información es relevante en estudios evolutivos y en la solución de preguntas de interés pesquero. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue determinar si P. argus exhibe variación fenotípica entre sexos, entre cinco orígenes geográficos y tres condiciones oceanográficas del Caribe suroccidental (archipiélago colombiano de San Andrés, Providencia y Santa Catalina). Un total de 193 adultos de P. argus se analizaron por Morfometría Geométrica usando seis puntos de referencia que delimitan la mitad de la placa esternal. Las diferencias de tamaño entre sexos y orígenes geográficos, se compararon con las pruebas de Kruskal-Wallis y Mann-Whitney. El efecto alométrico se estimó usando Análisis de Regresión Multivariada, el modelo de pendientes alométricas se contrastó con un Análisis Multivariado de Covarianza y las diferencias de conformación de la placa esternal se exploró usando comparaciones no paramétricas de las distancias Euclidianas y árboles del vecino más cercano. Los resultados mostraron que la variación morfométrica de la placa esternal de la langosta espinosa varía de acuerdo al sexo debido a que el dimorfismo sexual fue significativo tanto en el tamaño como en la conformación. En ambos sexos, la conformación de la placa esternal difirió entre escenarios oceanográficos como se evidenció por diferencias significativas entre distancias Euclidianas y su tendencia a agruparse por las secciones norte, centro y sur del archipiélago de San Andrés. Adicionalmente, la variación morfométrica resultante de plasticidad fenotípica a contextos ecológicos variables pueden explicar las diferencias fenotípicas entre poblaciones que son genéticamente similares. Esta información permite definir unidades de manejo, apoya la selección de medidas regulatorias de esta pesquería y complementa los análisis genéticos de la especie en esta región del Caribe.

Abstract:The spiny lobster Panulirus argus is an important fishery species in the Western Central Atlantic. Changes in the dispersion range through its life cycle and heterogeneous habitats, suggest that P. argus exhibit phenotypic plasticity. However, the morphometric variation of this species is unknown so far, although this information is relevant in evolutionary studies as well as to solve questions of fishery interest. Thus, the aim of this study was to determine whether P. argus exhibit phenotypic variation between sexes, among five geographic origins and three oceanographic conditions of Southwest Caribbean (Colombian archipelago San Andrés, Providencia y Santa Catalina). A total of 193 P. argus adults were submitted to geometric morphometrics using six landmarks that delimit one half of the sternal plate. The differences in sternal plate size were compared with KruskalWallis and Mann-Whitney Tests. The allometric effect was estimated using Multivariate Regression Analysis, the model of allometric slopes was tested by Multivariate analysis of covariance and the sternal plate shape differences was explored using non-parametric comparisons of Euclidian distances and Neighbour Joinnig trees. The results showed that the morphometric variation of sternal plate of this spiny lobster varied according to the gender since the sexual size and shape dimorphisms were significant. In both sexes, the sternal plate shape differed among oceanographic scenarios as it was evidenced by significant differences among Euclidian distances, and the tendency to cluster by North, Centre and South sections of San Andrés archipelago. Additionally, the morphometric variation resulting from phenotypic plasticity to variable ecological contexts may explain the phenotypic differences among genetically similar populations. This information permits to define management units, support the selection of regulatory policies of this fishery and complement the genetic analysis of the species in this Caribbean region. Rev. Biol. Trop. 64 (3): 975-990. Epub 2016 September 01.