RESUMO
RESUMEN La estructura genética de poblaciones de mariposas con distribución en islas y sus pares continentales ha sido poco documentada para el neotrópico. Este estudio presenta la caracterización de una población de Heliconius sara con distribución en la Isla Gorgona, ubicada en la región del Pacífico Oriental Colombiano. Para esto se examinaron secuencias parciales de un marcador mitocondrial incluyendo información obtenida del GenBank. Se comparó la diversidad y estructura genética con sus conespecíficos continentales y también con congéneres, con los que comparte un ancestro común cercano en el clado Sapho-Sara. Para el análisis de diversidad y estructura genética se realizó un análisis de varianza molecular. Este análisis muestra que la distancia entre la población de la isla y sus pares en el continente es consistente con la variación intraespecífica observada en otras especies del género Heliconius. Para la reconstrucción de la genealogía y datación reciente en el Pleistoceno superior del grupo monofilético de secuencias de H. sara, se realizó un análisis de inferencia bayesiana, así como una de máxima verosimilitud. Del análisis demográfico se seleccionó un modelo histórico de flujo asimétrico desde la isla hacia el continente que sugiere baja resistencia de la discontinuidad geográfica a la dispersión de esta mariposa diurna desde la isla. Este es el primer estudio en examinar un posible evento de aislamiento de una población insular de mariposas en Colombia.
ABSTRACT The genetic structure of butterfly populations among islands and mainland has been poorly documented for the neotropics. This study shows a characterization of the Heliconius sara population with distribution on Gorgona Island in the Colombian Eastern Tropical Pacific region. We obtained partial sequences of a mitochondrial DNA, including information obtained from GenBank. The genetic diversity and structure were compared among the island population and their mainland conspecific, but also with congenerics, with those shared by a recent common ancestor within the Sapho/Sara clade. For the analysis of diversity and genetic structure, an analysis of molecular variance was performed. This analysis shows that the genetic distance between the island's population and that of the mainland is consistent with the intraspecific variation observed in other species of the Heliconious genus. For the reconstruction of the genealogy and the recent dating calibration in the upper Pleistocene of the monophyletic group of H. sara, a Bayesian inference was carried out as well as one of maximum likelihood. From the demographic analysis, an asymmetric gene flow model from the island to the mainland was selected. This model suggests low historical resistance of the geographic discontinuity to dispersal of this small and diurnal butterfly from the island. This is the first study to examine a possible event of local isolation of an island population of a butterfly in Colombia.
RESUMO
La variación genética entre las poblaciones insulares y continentales de las hormigas cortadoras de hojas ha sido poco estudiada, a pesar de su importancia para comprender su capacidad de dispersión, estructura regional y distribución de una de las especies más abundantes en el Neotrópico. Objetivo: Analizar la variación genética de una población insular de Atta cephalotes en un contexto regional más amplio para América Central y del Sur. Métodos: Se secuenció el gen de la Citocromo oxidasa I de A. cephalotes para las poblaciones de la isla Gorgona y el continente para realizar un análisis de la varianza molecular, flujo de genes, así como para calcular el tiempo de divergencia de los haplogrupos que se encuentran en la isla. Se realizó una prueba de asignación de individuos para estimar la conectividad genética espacial y la distribución de esta hormiga en el Pacífico Oriental Tropical. Resultados: Un total de 33 muestras de la isla y el continente colombiano se compararon con 389 secuencias de A. cephalotes registradas en Genbank para América Central y Suramérica. Esta hormiga cortadora de hojas en la Isla Gorgona está estrechamente relacionada con el continente colombiano a pesar de que la separación entre la isla y el continente probablemente constituya una barrera para el flujo de genes. Es probable que dos de los haplogrupos más comunes en el continente llegaran a la isla recientemente. Por lo tanto, no se puede excluir la influencia antropogénica en el proceso de colonización de la isla por parte de esta hormiga cortadora de hojas. Un mapa de conectividad muestra que esta población tiene límites geográficos que se superponen en gran medida con una región biogeográfica dentro del Pacífico Oriental Tropical. Esta población trans-andina acumula el 23 % de la diversidad de herencia matrilínea de A. cephalotes. Conclusiones: Esta hormiga cortadora de hojas en la isla Gorgona y el Pacífico colombiano está estrechamente relacionada con la población centroamericana y toda esta región alberga un segmento significativo de la diversidad genética de A. cephalotes de Suramérica.
Introduction: The genetic variation between island and mainland populations of leaf-cutter ants have been poorly studied, despite its importance to understand their local dispersion, regional structure, and the distribution of one of the most abundant species in the neotropics. Objective: To analyze the genetic variation of an insular population of Atta cephalotes in a larger regional context in Central and South America. Methods: The Cytochrome Oxidase I gene of A. cephalotes was sequenced for the Gorgona Island and mainland populations in order to conduct an analysis of molecular variance, gene flow, and to calculate divergence time of haplogroups occurring in the island. An individual assignment test was conducted to estimate the spatial genetic connectivity and the distribution for this ant in the Eastern Tropical Pacific. Results: A total of 33 samples from the island and the Colombian mainland were compared to 389 Genebank accessions ofA. cephalotes from Central and South America. This leaf-cutter ant in the Gorgona Island is closely related to the Colombian mainland, despite that the separation between the island and the mainland likely constitute a barrier to gene flow. It is likely that two of the most common haplogroups on the continent arrived on the island recently. Therefore, the anthropogenic influence in the process of colonization of the island by this leaf-cutting ant cannot be excluded. A map of connectivity shows that this population has geographic limits that largely overlap with a biogeographic region within the Eastern Tropical Pacific. This trans-andean population accumulates 23 % of the maternally inherited diversity of theA. cephalotes. Conclusions: This leaf-cutter ant in the Gorgona Island and the Colombian Pacific is closely related to the Central American population and the whole region harbor a significant segment of A. cephalotes genetic diversity in South America.