Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Doctora en Ciencias con Mención en Ecología y Biología Evolutiva. / Durante el proceso continuo de la especiación se genera la divergencia genética y el establecimiento del aislamiento reproductivo. La descripción de los patrones genéticos de diferenciación entre pares de taxa cercanamente relacionados en diferentes etapas de este continuo podría ayudar a determinar la proporción del genoma que contribuye a la divergencia y la naturaleza de los genes involucrados. En el contexto de especiación alopátrica, se espera que la magnitud del primer aspecto sea proporcional al tiempo de divergencia, mientras que la deriva génica debería hacer aparecer mutaciones al azar en el genoma, afectando a diferentes regiones génicas e intergénicas en diferentes etapas del continuo de especiación. En esta tesis se describen los patrones de divergencia genómica entre dos pares de especies chilenas del género Orestias, pupfishes que habitan el Altiplano de Chile, Perú y Bolivia, que se encuentran en etapas diferentes del continuo de especiación. En una etapa inicial de este proceso se encuentran O. chungarensis y O. laucaensis, ambas presentes en ambientes aislados (Lago Chungará y Río Lauca, respectivamente). Por otra parte, en una etapa tardía se encuentran O. ascotanensis y O. gloriae, quienes habitan en vertientes de salares cercanos, pero desconectados (salar Ascotán y salar Carcote, respectivamente). Por una parte, debiera existir mayor diferenciación genómica entre las especies de la etapa más avanzada que entre las especies de la etapa más reciente. Por otra parte, y dado que estas especies se originaron en un contexto de especiación alopátrica que se ha mantenido hasta el presente, los patrones de divergencia genómica en cada par de especies debieran haber seguido rutas independientes. Se aplicó la técnica RAD-Seq, un tipo de secuenciación genómica de representación reducida, a los individuos muestreados de las cuatro especies. Los análisis de estructuración genética detectaron una 17 fuerte divergencia entre las especies de los salares y entre éstas y O. chungarensis y O. laucaensis, y una divergencia mucho menor entre éstas últimas. Los niveles de diferenciación global, medidos con el índice FST, indicaron que las especies recientes se han diferenciado tres veces menos que las especies más divergentes. Además se observó que ~20% de los loci totales se diferencia entre las especies recientes, mientras que esa cantidad aumenta a ~50% entre especies divergentes. Estos loci no estarían concentrados en ninguna región en particular, sino que se encontrarían distribuidos a lo largo de todo el genoma. Los análisis del número total de SNPs y de SNPs que más diferencian a las especies indicaron que estos polimorfismos son particulares de cada especie al igual que las funciones biológicas en las que están involucrados. Estos resultados permitieron observar empíricamente cómo el grado de divergencia a nivel genómico aumenta a medida que se avanza en el continuo de especiación, tanto a nivel de diferenciación global, como de la diferenciación de cada locus, y que el proceso de diferenciación ha seguido un camino independiente en cada una de las especies y pares de especies, lo cual es concordantes con un modelo de especiación alopátrica. / During the continuum process of speciation the genetic diversity is generated and the reproductive isolation is stablished. The description of genomic patterns of differentiation from pairs of closely related taxa at different stages of this continuum would help identify the proportion of the genome that contributes to the divergence and the nature of the genes involved. In an allopatric speciation context, it is expected that the magnitude of the first aspect is proportional to divergence time, while the genetic drift would give rise mutations randomly in the genome affecting therefore different genic and intergenic regions at different stages of the speciation continuum. This study described the genomic patterns of divergence between two pairs of Chilean species of the genus Orestias at different stages of the speciation continuum. An initial stage involves O. chungarensis and O. laucaensis, both inhabiting isolated environments (Lake Chungara and Lauca River, respectively). On the other hand, O. ascotanensis and O. gloriae represent a late stage of this continuum. They both inhabit close, unconnected salt pans (Ascotan and Carcote salt pan, respectively). On one hand, there should be a higher genomic differentiation between species of the late stage than species of the recent stage. On the other hand, and given these species were originated in an allopatric speciation context that persist until today, then the patterns of genomic divergence of each species pair should have follow different and independent paths. We obtained RAD-Seq data, a reduced representation sequencing technique, from individuals of each of these species. Genetic structure analyses found a deep divergence between salt pans samples and between these and O. chungarensis and O. laucaensis samples, and much less divergence between these last two. 19 Overall FST values, as a measure of genetic differentiation, are three times higher between the distant species than the close related pair of species. Moreover, ~20% of the loci are differentiated between O. chungarensis and O. laucaensis, while ~50% of the total loci are differentiated between the distant species, and these loci are not concentrated in any specific region, but distributed along the whole genome. Analyses of the total number of SNPs and the SNPs that more differentiate the species indicate that the polymorphisms are particular of each species, as well as the biological functions they are associated with. These results allowed to empirically observing how the genomic divergence increase as the speciation continuum advance, at both overall differentiation and differentiation of locus-by-locus, and that the differentiation process has followed an independent path in each of species and species pairs, in concordance with an allopatric speciation model. / FONDECYT 1140540 y FONDECYT 1140543, Dr. Miguel Allende y al Centro de Regulación del Genoma FONDAP- CRG-1509007, Beca de Doctorado Nacional otorgada por CONICYT, CONICYT-PCHA/doctorado Nacional/2012-21120972.

Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Bióloga con mención en Medio ambiente / El salar de Ascotán (21°30’37’’ S, 68°16’31’’ O), se encuentra ubicado a 3720 msnm en las cercanías de la ciudad de Calama. En este hábitat de altura, habita el pez endémico Orestias ascotanensis, el cual se encuentra en las vertientes de este sistema. En este estudio se escogieron dos vertientes (6 y 11) con estructura de hábitat y efecto antrópico diferente, en las cuales se eligieron tres sectores relativamente comparables. Para la captura de los peces, se dispuso de trampas de botellas o “minnow traps” y de cierres perimetrales con red de enmalle de 25 m2, para la estimación de abundancia poblacional, análisis de las variables biométricas (peso total y longitud estándar) y densidad poblacional de las Orestias. Con respecto a la abundancia poblacional, en las trampas de botellas se obtuvo un total de 41 peces en la vertiente 6 y 61 en la vertiente 11. Se realizó un análisis de varianza (ANDEVA) anidado, de lo cual estadísticamente no hubo diferencias significativas entre ambas vertientes (p=0,58), ni tampoco entre los sectores (p=0,27). Dentro de los análisis a las variables biométricas, se compararon los datos de la longitud estándar (mediante un ANDEVA) de todos los peces medidos (156 peces en la vertiente 6 y 129 en la vertiente 11), los cuales tampoco arrojaron diferencias entre una y otra vertiente (p=0,79). Pero, al comparar la variable “peso total” entre vertientes utilizando a la longitud estándar como covariable, el análisis indicó pesos contrastantes, mayores en los peces de la vertiente 6 en relación a los peces de la vertiente 11 (p<0,001)). Se utilizaron diversos métodos para calcular la densidad poblacional de Orestias en los tres cuadrantes de 25 m2 correspondiente a los cierres xii perimetrales de enmalle (máxima verosimilitud, estimador de Leslie y el método de remoción generalizada de Otis), En la vertiente 6, con dos de los métodos utilizados, se obtuvieron resultados similares, teniendo alrededor de 380 Orestias por los 25 m2, mientras que en la vertiente 11 se obtuvo un valor de 100 Orestias por los 25 m2. Se puede concluir que existen diferencias entre estas dos vertientes que presentan distinto efecto antrópico con hábitat diferente. Si bien no se encontraron diferencias en la abundancia poblacional ni en la comparación de la variable longitud estándar entre las dos vertientes, si se vio reflejada esta diferencia al comparar el peso total de los peces referidos a una longitud específica. / Ascotán salar (21º30'37''S; 68º16'31"0), is located at 3720 meters above sea level, close to the city of Calama. In this high Andean habitat, lives the native endemic fish Orestias ascotanensis Parenti in the springs of this system. In this study we selected two springs (6 and 11) with different habitat structure and anthropic influence. In both we selected three relatively comparable sites. For the fish capture, we used bottle traps or "minnow traps" and gill net enclosures of 25 m2 for the relative abundance estimation, biometrics variables analysis (total weight and standard length and Orestias population density. In relation with the relative abundance in the bottle traps, we obtained a total of 41 fish in spring 6 and 61 at spring 11. A nested analysis of variance (ANOVA) did not show significative differences between both springs (p=0,58), and also among sectors (p=0,27). Among the analysis of biometric variables, we compared the standard length (by ANOVA), of the measured fish (156 at spring 6 and 129 at spring 11). This also did not show differences between springs (p=0,79). But when comparing "total weight" between springs, using the standard length as a covariable, the analysis indicated contrasting weights, greater in the fish of the spring 6 in relation to the fish of spring 11 (p<0,001). We used diverse methods to estimate the population density of Orestias in the three 25 m2 corresponding nets quadrants (maximum likelihood, Leslie estimator and the general remotion Otis method). At spring six there were obtained similar results with both methods. It was obtained around 380 Orestias by 25 m2, meanwhile at spring 11; we obtained a value of 100 Orestias at 25 m2. It can be concluded that there are xiv differences between these springs since they present different anthropic influence and have different habitat. Although we did not find differences in relative abundance neither at the standard length, the difference was shown when comparing the total weight in relationship with a specific longitude.

Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Bióloga con mención en Medio Ambiente. / Los sistemas altiplánicos presentan un alto de grado de endemismo como consecuencia de rápidos procesos de especiación ocasionados por el aislamiento geográfico y las características climáticas extremas. El objetivo del presente estudio fue analizar el nicho trófico del pez Orestias ascotanensis Parenti de las Vertientes 1 y 6 del Salar de Ascotán en las estaciones de primavera y otoño. Ambas vertientes son física y químicamente diferentes entre si y los componentes que determinan esta diferencia son la conductividad y el magnesio. Por otro lado, la abundancia, riqueza y diversidad de la oferta ambiental fue mayor en la Vertiente 6. La riqueza y diversidad en la Vertiente 1 fue mayor en otoño, mientras que en la Vertiente 6 ambos fueron mayores en primavera. En cada vertiente se colectó 26 especímenes para analizar su contenido estomacal. Los individuos de la Vertiente 1 fueron significativamente más pequeños que los individuos de la Vertiente 6. En la Vertiente 1 los ítems más importantes en la dieta fueron Diacyclops sp. y Cricotopus sp. en primavera, mientras que en otoño fue Ostracoda y Diacyclops sp. Para la Vertiente 6 los más importantes en primavera fueron Cricotopus sp. y Biomphalaria crequii Courty, en otoño fue Cricotopus sp. y Heleobia ascotanensis Courty. La amplitud de nicho obtenida presenta valores cercanos a cero para ambas vertientes, característico de una conducta especialista. presentando un nicho más estrecho los individuos de la Vertiente 1. Los individuos de la Vertiente 1 presentaron una selectividad positiva para Diacyclops sp. en primavera y Ostracoda en otoño, los individuos de la Vertiente 6 seleccionaron positivamente a Ephydridae en ambas estaciones. La selectividad sólo por algunos ítems de la oferta ambiental, corrobora conducta especialista de O. ascotanensis, consumiendo una fracción determinada dentro del total de los recursos que ofrece cada sistema. / Altiplano systems have a high degree of endemism because of rapid speciation processes caused by geographic isolation and extreme climatic characteristics. The objective of the present study was to analyze the trophic niche of the fish Orestias ascotanensis Parenti of Springs 1 and 6 of Salar de Ascotán during spring and autumn season. It was found that both Springs are physic and chemically different from each other and the components that determine these changes are conductivity and magnesium. Moreover, the abundance, richness and diversity of the environmental offer was greater in Spring 6. In each Spring, 26 individuals were collected to analyze their stomach content. The individuals of Spring 1 were significantly smaller than the those of Spring 6. On Spring 1 the most important items in the diet were Diacyclops sp. and Cricotopus sp on spring season, while in autumn it was Ostracoda and Diacyclops sp. For Spring 6 the most important ones in spring season were Cricotopus sp. and Biomphalaria crequii Courty, in autumn it was Cricotopus sp. and Heleobia ascotanensis Courty. The amplitude of the niche obtained has values close to zero for both Springs, characteristic of a specialist behavior, with a narrower niche for the individuals of Spring 1. The individuals from Spring 1 showed positive selectivity for Diacyclops sp. in spring and Ostracoda in autumn, individuals from Spring 6 showed positive selectivity for Ephydridae in both seasons. The selectivity for only a few items of the environmental offer corroborates O. ascotanensis specialist behavior, consuming a certain fraction of the total resources offered by each system.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Orestias es un género de pez especioso y distribuido exclusivamente en los sistemas de altura de los Andes o Altiplano. Históricamente los sistemas altiplánicos han experimentado cambios hidrológicos importantes, convirtiendo a la región en uno de los sitios más áridos del mundo a lo cual se agrega hoy la demanda alta por el agua. El balance hidrológico negativo y la creciente disminución del agua, principalmente para minería, son responsables del progresivo secado de varias vertientes que drenan al Salar de Ascotán, el cual es uno de los humedales importantes de la región y poblado por la especie Orestias ascotanensis Parenti. Los cambios en volumen del agua y su incremento en contenido salino han disminuido progresivamente la población de O.ascotanensis y esta ha sido clasificada en peligro de extinción. Por lo tanto, ha sido de importancia ampliar los conocimientos acerca de esta especie a la hora de buscar herramientas para poder contribuir a su protección. En este trabajo se estudió la alimentación de O. ascotanensis relacionándola con la oferta ambiental. Se analizaron los contenidos estomacales de 31 individuos provenientes de la vertiente 3, 5 y 10 del Salar de Ascotán. Conjuntamente se analizó la oferta ambiental de las vertientes 3, 5 y 10. Se calculó el índice de diversidad de Shannon-Wiener para las tres vertientes estudiadas, señalando la vertiente 3 un índice de diversidad bajo en comparación con las vertientes 5 y 10. Además se calculó el índice de selectividad de Manly estandarizado por Chesson para estudiar las preferencias dietarias de O. ascotanensis. Los ítems con mayor selección positiva fueron en la vertiente 3 el odonato Aeschna, en la vertiente 5 un díptero de especie indeterminada y la vertiente 10 el ostrácodo Amphicypris cf. Se realizó un análisis in situ de la calidad física del agua y se obtuvo información del análisis químico del agua que realiza la minera Abra en el que se puede evidenciar que el Salar de Ascotán es un sistema clorurado sódico. Los resultados de preferencia dietaria indican que O. ascotanensis tiene una alimentación especialista seleccionando determinados ítems de la oferta ambiental

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Definir a los estudios de relaciones tróficas como aquellos que proveen una base para el entendimiento de la dinámica ecológica de las poblaciones de peces y de los otros organismos de la comunidad acuática. El conocimiento del uso de recursos alimenticios por peces puede ofrecer información sobre uso de hábitat, disponibilidad de alimento e incluso algunos aspectos del comportamiento (Hahn et al. 2004). Windell & Bowen (1978) sostienen que los estudios de contenido estomacal, brindan la base para el entendimiento del rol ecológico que juegan los peces. La ecología trófica de una especie es, en primera instancia, el fruto de muchos años de evolución reflejados en las estructuras morfológicas relacionadas a esa función, pudiendo o no determinar plasticidad alimentaria de los peces en relación con la disponibilidad de recursos (Lowe-McConnell, 1987; Albrecht & Caramaschi, 2003). La elección de una determinada presa dependerá de un conjunto de factores, tales como tipo, tamaño y abundancia de la presa, riesgo de depredación, competición entre otros (Gerking, 1994). Muchos de estos aspectos son desconocidos en la literatura científica para la gran mayoría de las especies de peces continentales del Perú. Los estudios tróficos de peces realizados son escasos y más aún en ambientes ubicados en grandes altitudes (por encima de los 3500 msnm). / Tesis