Publicado
Diversidad genética de los chinches de agua (Heteroptera: Gerromorpha, Nepomorpha) presentes en el plano inundable del Magdalena Medio, Colombia
Genetic diversity of water bugs (Heteroptera: Gerromorpha, Nepomorpha) present in the floodplain of the Magdalena Medio, Colombia
DOI:
https://doi.org/10.15446/caldasia.v46n3.105754Palabras clave:
Boyacá, código de barras de ADN, distancias genéticas, Gen COI, Heterópteros acuáticos (es)Aquatic heteroptera, Boyacá, DNA Barcode, Gene COI, Genetic distance (en)
Descargas
La diversidad genética es una condición básica que determina cómo las especies mantienen sus funciones metabólicas en diversos ecosistemas. Los ecosistemas acuáticos, se enfrentan a diferentes problemáticas, que ponen en riesgo la diversidad genética de varios grupos taxonómicos como los insectos acuáticos, que desempeñan un importante papel ecológico en estos ambientes. El objetivo de esta investigación fue analizar la diversidad genética de chinches acuáticos y semiacuáticos en un sistema cenagoso de la cuenca media del río Magdalena. Se realizó trabajo de campo y se recolectaron los ejemplares mediante barridos con una red entomológica acuática tipo D, en el laboratorio se realizó un análisis de la subunidad 1 del gen Citocromo Oxidasa (COI). Se identificaron 29 ejemplares con la información disponible en el Barcode of Life Data System (BOLD) y GenBank, y se estimaron las distancias y las relaciones genéticas entre Gerromorpha y Nepomorpha. Para el infraorden Gerromorpha se identificaron tres especies, una especie no descrita de Metrobates sp. y once morfotipos agrupados en nueve géneros de cuatro familias y para Nepomorpha se identificó una especie no descrita y tres morfotipos agrupados en tres géneros de la familia Notonectidae. Se obtuvo un nuevo registro del COI para Ovatametra obesa en Colombia. Las distancias genéticas variaron desde 0,05 hasta 0,29 para Gerromorpha y para Nepomorpha los valores fueron menores a 0,24. La alta variación identificada para Gerromorpha y Nepomorpha resalta la diversidad de esta entomofauna presente en la ciénaga, y demuestra la resiliencia ecológica de estos grupos frente a la intervención antrópica.
Genetic diversity is a critical factor for species' survival across diverse ecosystems. Still, aquatic systems face significant threats that can undermine this diversity, particularly among key taxonomic groups like aquatic insects. This study investigated the genetic diversity of aquatic and semi-aquatic bugs in a wetland system within the middle Magdalena River basin. Specimens were collected using a D-type aquatic entomological net and analyzed for the cytochrome oxidase subunit 1 (COI) gene. Twenty-nine specimens were identified using data from the Barcode of Life Data System (BOLD) and GenBank, with estimated genetic distances and relationships between Gerromorpha and Nepomorpha estimated. For Gerromorpha, three species were identified, including one new species of Metrobates sp., and eleven morphotypes distributed across nine genera and four families. For Nepomorpha, one new species was recognized along with three morphotypes classified into three genera within the family Notonectidae. Additionally, a new COI record for Ovatametra obesa was established in Colombia. Genetic distances ranged from 0.05 to 0.29 for Gerromorpha and were less than 0.24 for Nepomorpha. The significant genetic variation observed highlights the diversity of the entomofauna in the wetland and reflects the ecological resilience of these groups amidst anthropogenic pressures.
Referencias
Andersen NM. 1995. Cladistic inference and evolutionary scenarios: Locomotory structure, function, and performance in water striders. Cladistics. 11(3): 279–295. doi: https://doi.org/10.1016/0748-3007(95)90016-0
Bakonyi G, Vásárhelyi T, Szabó B. 2022. Pollution impacts on water bugs (Nepomorpha, Gerromorpha): state of the art and their biomonitoring potential. Environ. Monit. Assess. 194(301): 1–25. doi: https://doi.org/10.1007/s10661-022-09961-2
Barbosa JF, Rodrigues HDD. 2015. The True Water Bugs (Nepomorpha). In: Panizzi AR, Grazia J, editors. True Bugs (Heteroptera) of the Neotropics. Dordrecht: Springer Science Business Media: 159–202. doi: https://doi.org/10.1007/978-94-017-9861-7_7
Barman AK, Joyce AL, Torres R, Higbee BS. 2017. Assessing genetic diversity in four stink bug species, Chinaviahilaris, Chlorochroa uhleri, Chlorochroa sayi, and Thyanta pallidovirens (Hemiptera: Pentatomidae), using DNA barcodes. J. Econ. Entomol. 110(6): 2590–2598. doi: https://doi.org/10.1093/jee/tox227
Brożek J. 2014. Phylogenetic signals from Nepomorpha (Insecta: Hemiptera: Heteroptera) mouthparts: Stylet’s bundle, sense organs, and labial segments. Sci. World J., ID 237854. doi: http://dx.doi.org/10.1155/2014/237854
Buzzetti FM, Zettel H. 2010. Three new species of the water strider genus Tachygerris Drake, 1957 (Insecta: Heteroptera: Gerridae) from South America. Ann. Naturhist. Mus. Wien B 112: 73–87.
Carbonell JA, Gutiérrez-Canovas C, Bruno D, Abellán P, Velasco J, Millán A. 2011. Ecological factors determining the distribution and assemblages of the aquatic Hemiptera (Gerromorpha & Nepomorpha) in the Segura River basin (Spain). Limnetica. 30(1): 59–70. doi: https:// doi.org/10.23818/limn.30.06
Castanhole MMU, Marchensin SRC, Pereira LLV, Moreira FFF, Barbosa JF, Válerio JR, Itoyana MM. 2013. The first assess of the haplotypes from COI gene sequences in species of spittlebugs (Cicadomorpha: Hemiptera) and aquatic true bugs (Gerromorpha and Nepomorpha: Hemiptera) in Brazil. Genet. Mol. Res. 12(4): 5372–5381. doi: https://doi.org/10.4238/2013.November.7.12
Collins FH, Mendez MA, Rasmussen MO, Mehaffey PC, Besansky NJ, Finnerty V. 1987. A Ribosomal RNA Gene Probe Differentiates Member Species of the Anopheles gambiae Complex.Am.J.Trop.Med. 37(1): 37–41. doi: https://doi.org/10.4269/ajtmh.1987.37.37
Cordeiro I, Moreira FF. 2015. New distributional data on aquatic and semiaquatic bugs (Hemiptera: Heteroptera: Gerromorpha & Nepomorpha) from South America. BDJ (3): e4913. doi: https:// doi.org/10.3897/BDJ.3.e4913
Correa-Ayram, CA, Etter A, Díaz-Timoté J, Rodríguez Buriticá S, Ramírez W, Corzo G. 2020. Spatiotemporal evaluation of the human footprint in Colombia: Four decades of anthropic impact in highly biodiverse ecosystems. Ecol. Indic. 117, 106630. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106630
Damgaard J. 2008. Evolution of the semi-aquatic bugs (Hemiptera: Heteroptera: Gerromorpha) with a re-interpretation of the fossil record. Acta Ent. Mus. Nat. Pra. 48(2): 251–268.
Damgaard J. 2012. ¿What do we know about the phylogeny of the semi-aquatic bugs (Hemiptera: Heteroptera: Gerromorpha)? Entomol. Am. 118(1): 81–98. doi: https://doi.org/10.1664/12-RA-030.1
Damgaard J, Moreira FF, Hayashi M, Weir TA, Zettel H. 2012. Molecular phylogeny of the pond treaders (Insecta: Hemiptera: Heteroptera: Mesoveliidae), discussion of the fossil record and a checklist of species assigned to the family. Ins. Syst. Evol. 43(3-4): 175–212. doi: https://doi.org/10.1163/1876312X04302004
Dias-Silva K, Cabette HSR, Juen L, De Marco P. 2010. The influence of habitat integrity and physical-chemical water variables on the structure of aquatic and semiaquatic Heteroptera. Zoologia. 27(6): 918–930. doi: https://doi.org/10.1590/S1984-46702010000600013
Dixon JD, Oli MK, Wooten MC, Eason TH, McCown JW, Cunningham MW. 2007. Genetic consequences of habitat fragmentation and loss: the case of the Florida black bear (Ursus americanus floridanus). Conserv Genet. 8: 455–464. doi: https://doi.org/10.1007/s10592-006-9184-z
Estévez AL, Polhemus JT. 2001. The small species of Belostoma (Heteroptera, Belostomatidae). Key to species groups and a revision of the denticolle group. Iheringia, Sér. Zool. (91): 151–158. doi: https://doi.org/10.1590/S0073-47212001000200021
Floriano CF, Cavichioli RR. 2013. A new species of Cylindrostethus Mayr (Hemiptera, Gerromorpha, Gerridae) for the Neotropical Region, with an identification key for the species of Group 1 sensu Drake 1952. Zootaxa. 3702(2): 187–192. doi: https://doi.org/10.11646/zootaxa.3702.2.7
Folmer O, Black M, Hoeh W, Lutz R, Vrijenhoek R. 1994. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates. Mol. Mar. Biol. Biotech. 3: 294–299.
Frankham R, Ballou JD, Briscoe DA. 2002. Introduction to conservation genetics. University Press, Cambridge. doi: https://doi.org/10.1017/CBO9780511808999
García JM, Tapias E. 2011. Diagnóstico ambiental de la ciénaga de Palagua, Puerto Boyacá (Boyacá). [Trabajo de grado]. [Boyacá, Colombia]. Universidad Piloto de Colombia.
Galindo-Malagón XA, Morales I, Ospina-Garcés SM. 2022. Morphometric tools to solve species complexes: The case of Rhagovelia angustipes (Hemiptera:Veliidae). Arthropod Struct. Dev. 70. doi: https://doi.org/10.1016/j.asd.2022.101192
Geller J, Meyer C, Parker M, Hawk H. 2013. Redesign of PCR primers for mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I for marine invertebrates and application in all-taxa biotic surveys. Mol. Ecol. Resour. 13(5): 851–861. doi: https://doi.org/10.1111/1755-0998.12138
Gligorović B, Savić A, Protić L, PešićV. 2016. Ecological patterns of water bug (Hemiptera: Heteroptera) assemblages in karst springs: a case study from central Montenegro. Oceanol. Hydrobiol. St. 45(4): 554–563. doi: https://doi.org/10.1515/ohs-2016-0046
Grisales N, Triana O, Angulo V, Jaramillo N, Parra-Henao G, Panzera F, Gómez-Palacio A. 2010. Diferenciación genética de tres poblaciones colombianas de Triatoma dimidiata (Latreille, 1811) mediante análisis molecular del gen mitocondrial ND4. Biomédica 30(2): 207–214. doi: https://doi.org/10.7705/biomedica.v30i2.184
Havemann N, Gossner MM, Hendrich L, Moriniére J, Niedringhaus R, Schäfer P, Raupach MJ. 2018. From water striders to water bugs: the molecular diversity of aquatic Heteroptera (Gerromopha, Nepomorpha) of Germany based on DNA barcodes. PeerJ. 6 (e4577). doi: https://doi.org/10.7717/peerj.4577
Hall TA. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucl. Acid. S. 41: 95–98.
Hebert PDN, Penton EH, Burns JM, Janzen DH, Hallwachs W. 2004. Ten species in one: DNA barcoding reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101(41): 14812–14817. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.0406166101
Johnson KP, Dietrich CH, Friedrich F, Beutel RG, Wipfler B, Peters RS, Allen JM, Petersen M, Donath A, Walden KKO et al. 2018. Phylogenomics and the evolution of hemipteroid insects. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 115 (50): 12775–12780. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1815820115
Katoh K, Standley DM. 2013. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability. Mol. Biol. Evol. 30(4): 772–780. doi: https://doi.org/10.1093/molbev/mst010
Koroiva R, Gomes VG, Vilela DS. 2022. DNA Barcoding and New Records of Odonates (Insecta: Odonata) from Paraíba State, Brazil. Diversity 14(3): 203. doi: https:// doi.org/10.3390/d14030203
Kumar S, Stecher G, Li M, Knyaz C, Tamura K. 2018. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 35(6): 1547–1549. doi: https://doi.org/10.1093/molbev/msy096
Latina RA, Lantican DV, Guerrero MS, Rubico EC, Laquinta JF, Caoili BL. 2022. Species-specific PCR-based marker for rapid detection of Aspidiotus rigidus Reyne (Hemiptera: Diaspididae). J.Asia Pac.Entomol. 25(1): 101848. doi: https://doi.org/10.1016/j.aspen.2021.101848
López-Ruf M. 2004. Situación ambiental de la provincia de Buenos Aires. A. Recursos y Rangos Naturales en la Evaluación Ambiental. Temas de Entomología. Los hemípteros acuáticos y semiacuáticos de la Argentina. 27: 1–23.
Lopéz-Ruf M, Mazzucconi S, Bachman A. 2003. Heteroptera Acuáticos y semiacuáticos del Parque Nacional Mburucuyá (provincia de Corrientes, Argentina). Rev. Soc. Entomol. Argent. 62(1-2): 65–71.
Mazzucconi SA, López Ruf ML, Bachmann AO. 2009. Hemiptera-Heteroptera: Gerromorpha y Nepomorpha. In: Domínguez E, Fernández H, editores. Macroinvertebrados bentónicos sudamericanos: sistemática y biología. Tucumán, Argentina: Fundación Miguel Lillo; p. 167–232
Meyin S, Ebong S, Petit E, Le Gall P, Chen PP, Nieser N, Guilbert E, Njiokou F, Marsollier L, Guégan JF, Pluot-Sigwalt D, Eyangoh S, Harry M. 2016. Molecular species delimitation and morphology of aquatic and sub-aquatic bugs (Heteroptera) in Cameroon. PLoS One, 11(5): e0154905. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0154905
Mondragón-Fonseca S, Morales-Castaño I. 2013. Chinches semiacuáticas presentes en el municipio de San Luis de Gaceno, Boyacá, Colombia. Ciencia en Desarrollo. 4(2): 13–18.
Mondragón SP, Molano-Rendón F, Morales-Castaño I. 2017. Cinco nuevas especies de Tachygerris (Hemiptera: Gerridae: Gerrinae) y nuevos registros para Colombia. Caldasia. 39(2): 204–220. doi: https://doi.org/10.15446/caldasia.v39n2.60603
Morales-Castaño IT, Molano-Rendón F. 2008. Heterópteros acuáticos del Quindío (Colombia): Los infraórdenes Gerromorpha y Nepomorpha. Rev. Col. Entomol. 34(1): 121–128. doi: https://doi.org/10.25100/socolen.v34i1.9263
Moreira FF, Alecrim VP, Ribeiro JRI, Nessimian JL. 2011. Identification key to the Gerridae (Insecta: Heteroptera: Gerromorpha) from the Amazon River floodplain, Brazil, with new records for the Brazilian Amazon. Zoologia. 28(2): 269. doi: https://doi.org/10.1590/S1984-46702011000200018
Moreira FF. 2015. The semiaquatic gerromorphans. In: Panizzi AR, Grazia J, editors. True Bugs (Heteroptera) of the Neotropics. Dordrecht: Springer Science Business Media; p. 113–156. doi: https://doi.org/10.1007/978-94-017-9861-7_6
Moreira FF, Rodrigues HD, Barbosa JF, Klementová B, Svitok M. 2016. New records of Gerromorpha and Nepomorpha (Insecta: Hemiptera: Heteroptera) from South America. BDJ (4) e7975. doi: https://doi.org/10.3897/BDJ.4.e7975
Moreira FF, Cordeiro S, Magalhaes M, Rodrigues HD, Sites W. 2018. Order Hemiptera, chapter 7. Thorp and Covich's Freshwater Invertebrates 3: Keys to Neotropical Hexapoda; p. 175–216 doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804223-6.00007-X
Moritz C. 1994. Defining ‘‘Evolutionary Significant Units’’ for conservation. TREE. 9(10): 373–375. doi: https://doi.org/10.1016/0169-5347(94)90057-4
Moy KM, Brasil S, Brasil LS, Oliveira-Junior JM, Juen L, Vieira JB, Dias-Silva K. 2022. Effects of Environmental Changes on Gerromorpha (Heteroptera: Hemiptera) Communities from Amazonian Streams. Hydrobiology 1(1): 111–121. doi: https://doi.org/ 10.3390/hydrobiology1010008
Murillo-Montoya SA, Restrepo-Bastidas ES, Mendoza-Mora A, Fadul-Vázquez J, Calderón-García XF, Rodríguez MA. 2018. Macroinvertebrados asociados a raíces de Eichhornia crassipes (Pontederiaceae) en la Ciénaga de Palagua (Colombia). Ambiente y Desarrollo, 22(43). doi: https://doi.org/10.11144/Javeriana.ayd22-43.mare
Nieser N, González R, Eichelkraut E. 1993. Nuevas especies de Naucoridae Fallen, (Heteroptera: Nepomorpha). Boletín del Museo de Entomología de la Universidad del Valle 1(1): 1–11.
Nieser N, López-Ruf M. 2001. A review of Limnocoris Stål (Heteroptera: Naucoridae) in southern South America east of the Andes. Tijdschr. Entomol. 144: 261–328. doi: https://doi.org/10.1163/22119434-900000091
Olosutean H, Bungiac S, Perju M. 2019. Are aquatic and semiaquatic true bugs (Hemiptera: Nepomorpha; Gerromorpha) distinct aquatic communities? A case study in homogeneous habitats, Inland Waters 9(4): 513–521. doi: https://doi.org/10.1080/20442041.2019.1600937
Otálora G, Santos T. 2011. Diagnóstico ambiental de la Ciénaga de Palagua, Puerto Boyacá (Boyacá) [Trabajo de grado]. [Bogotá, Colombia]: Universidad Piloto de Colombia.
Park DS, Foottit R, Maw E, Hebert PD. 2011. Barcoding Bugs: DNA-Based Identification of the True Bugs (Insecta: Hemiptera: Heteroptera). PLoS ONE 6(4): e18749. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0018749
Polhemus D. 1997. Systematic of the genus Rhagovelia Mayr (Heteroptera: Veliidae) in the western Hemisphere (Exclusive of the angustipes Complex). Monographs Thomas Say Publications in Entomology. ESA. 369–374. doi: https://doi.org/10.4182/JCRD5977
Polhemus, JT, Polhemus DA. 2008. Global diversity of true bugs (Heteroptera; Insecta) in freshwater. Hydrobiologia. 595: 379–391. doi: https://doi.org/10.1007/s10750-007-9033-1
Ratnasingham S, Hebert PDN. 2013. A DNA-Based Registry for All Animal Species: The Barcode Index Number (BIN) System. PLoS ONE. 87 (e66213). doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0066213
Roback S, Nieser N. 1974. Aquatic Hemiptera (Heteroptera) from the Llanos of Colombia. Proc. Acad. Nat. Sci. Phila.. 126(4): 29–49.
Simon C, Frati F, Beckenbach A, Crespi B, Liu H, Flook P. 1994. Evolution, weighting, and phylogenetic utility of mitochondrial gene sequences and a compilation of conserved polymerase chain reaction primers. Ann. Entomol. Soc. Am. 87(6): 651–701. doi: https://doi.org/10.1093/aesa/87.6.651.
Schwartz MK, Luikart G, Waples RS. 2007. Genetic monitoring as a promising tool for conservation and management. TREE 22(1): 25–33. doi: https://doi.org/10.1016/j.tree.2006.08.009
Talamas EJ, Bon MC, Hoelmer KA, Buffington ML. 2019. Molecular phylogeny of Trissolcus wasps (Hymenoptera, Scelionidae) associated with Halyomorpha halys (Hemiptera, Pentatomidae). J. Hymenopt. Res. 73: 201. doi: https://doi.org/10.3897/jhr.73.39563
Turić N, Merdić E, Hackenberger BK, Jeličić Z, Vignjević G, Csabai Z. 2012. Structure of aquatic assemblages of Coleoptera and Heteroptera in relation to habitat type and flood dynamic structure. Aquat. Insects. 34(1): 189–205. doi: https://doi.org/10.1080/01650424.2012.643059
Wang YH, Cui Y, Rédei D, Baňař,P, Xie Q, Štys P, Damgaard J, Chen PP, Yi W-B, Wang Y, Dang K, Li C-R, Bu WJ. 2016. Phylogenetic divergences of the true bugs (Insecta: Hemiptera: Heteroptera), with emphasis on the aquatic lineages: the last piece of the aquatic insect jigsaw originated in the Late Permian/Early Triassic. Cladistics. 32(4): 390–405. doi: https://doi.org/10.1111/cla.12137
Weirauch C, Schuh RT, Cassis G, Wheeler WC. 2019. Revisiting habitat and lifestyle transitions in Heteroptera (Insecta: Hemiptera): insights from a combined morphological and molecular phylogeny. Cladistics. 35(1): 67–105. doi: https://doi.org/10.1111/cla.12233
Wu YZ, Yu SS, Wang YH, Wu H-Y, Li X-R, Men X-Y, Zhang Y-W, Rédei D, Xie Q, Bu W-J. 2016. The evolutionary position of Lestoniidae revealed by molecular autapomorphies in the secondary structure of rRNA besides phylogenetic reconstruction (Insecta: Hemiptera: Heteroptera). Zool. J. Linn. Soc-Lond. 177(4): 750–763. doi: https://doi.org/10.1111/zoj.12385
Ye Z, Damgaard J, Yang H, Hebsgaard MB, Weir T, Bu W. 2020. Phylogeny and diversification of the true water bugs (Insecta: Hemiptera: Heteroptera: Nepomorpha). Cladistics. 36(1): 72–87. doi: https://doi.org/10.1111/cla.12383
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Aquellos autores/as que tengan publicaciones con esta revista, aceptan los términos siguientes:
- Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cual estará simultáneamente sujeto a la Licencia de reconocimiento de Creative Commons que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación esta revista.
- Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).