Proyectos de Investigación Básica o Aplicada en Ingenierías y Ciencias Biomédicas, 2018-2b
Ana Liliana Lazo Rivera; Jose Alberto Morales Hurtado; Evaristo Luciano Lopez Tejeda; Jose Alfredo Cerdeña Gutierrez; Roger Vila Ujaldon; Vlad Dinca .; Moises Yensi Carlos Condori Mamani; Melany Melissa Arivilca Garcia; Yohana Aguilar Guevara; Hector Andres Vargas Ortiz; Tomasz Pyrcz Pyrcz; Gerardo Lamas Müller; Wilson Alfredo Huanca Mamani; Gilson Rudinei Pires Moreira
Objetivo
Generar una biblioteca de referencia con códigos de barras de ADN de las especies de lepidopteros de Arequipa
Resumen:
En la actualidad, el uso de datos moleculares (barcoding, marcadores moleculares, etc) es una herramienta indispensable en algunas áreas de la biología (taxonomia, ecologia, conservacion, etc), por lo tanto el presente proyecto pretende iniciar una base de datos de secuencias de ADN de cada especie de Lepidoptera en Arequipa y sur de Peru. El objetivo general del presente proyecto es caracterizar genéticamente la diversidad de lepidopteros del Departamento de Arequipa , con secuencias del gen Citocromo Oxidasa I (COI) para generar una herramienta adicional para la identificación rápida de especies de lepidopteros. En los casos necesarios se obtendrán las secuencias de otras regiones de ADN para lograr la diferenciación de las especies cripticas. Las secuencias se analizarán con metodologías de agrupación filogenética como parsimonia o análisis bayesianos. La información taxonómica, geográfica, la secuencia de COI, la fotografía de los ejemplares, y otras secuencias si es el caso se incorporarán al sistema BOLD (www.boldsystem.org).
Palabras clave
Diversidad, ADN, Barcoding, Lepidoptera, Arequipa. UNSA.
Problema central
Las técnicas genéticas y de biología molecular están suponiendo una revolución en las ciencias biológicas, aplicándose en campos como la taxonomía, la conservación, el estudio de poblaciones, la ecología o la evolución. Una técnica con amplias aplicaciones potenciales es el llamado código de barras genético (genetic barcoding o DNA barcoding), que consiste en el uso de una corta secuencia genética altamente variable que actúa como el “código de barras” identificativo de cada especie. Comparando la secuencia de ADN obtenida de cualquier muestra con una base de datos que incluya las secuencias de todas las especies de la región, se puede realizar una determinación precisa (Hebert et al. 2003a, 2003b). La enorme importancia ecológica de los lepidópteros como herbívoros, polinizadores y alimento para insectívoros; el frecuente dimorfismo y selección sexual; la relativa facilidad de localización y determinación en el campo; y la importante cantidad existente de datos sobre su biología y distribución, hacen de los lepidopteros un sistema de estudio de procesos ecológicos y evolutivos extremadamente interesante. Además, debido a su gran sensibilidad a los cambios climáticos y a la alteración y fragmentación del hábitat, son usados frecuentemente como organismos bioindicadores. Actualmente miembros del equipo del presente proyecto (A. Lazo y E. Lopez), vienen participando de dos proyectos que tienen por objetivo, la elaboración de una lista preliminar de algunas familias de lepidópteros de Arequipa y sur de Peru, logrando identificar varias especies cripticas en distintos grupos, donde se hace necesario el uso de analisis moleculares para una correcta diferenciación. Consideramos por lo tanto pertinente la realización de un estudio que integre datos biológicos, morfológicos y moleculares y que permita llegar a conclusiones sustentadas sobre la taxonomía conflictiva de varios taxones, tomando en consideracion que buena parte de estos taxones son endemicos de las vertientes occidentales del sur de Peru. Con el presente proyecto se podrá reunir la informacion suficiente a nivel molecular que ayudará a poder resolver este problema en las especies cripticas.
Hipótesis planteada
- El conocimiento sobre la biodiversidad total de los lepidopteros es aún muy deficitario en la Region Arequipa. - La combinación de datos biológicos, morfológicos y moleculares es la mejor forma de llegar a conclusiones razonables sobre la taxonomía de las especies cripticas. - El esclarecimiento de su taxonomía, la creación de una Colección de ADN de lepidopteros y la caracterización por código de barras genético facilitarán y estimularán la correcta gestión y conservación, así como otros estudios científicos de alguna forma relacionados con los lepidopteros en Arequipa y sur de Peru. - Los resultados sentarán las bases de futuros estudios sobre especiación y evolución.
Resultados esperados
El proyecto aquí propuesto es de particular relevancia científica por tratarse de un estudio de ADN barcoding a gran escala en el sur de Peru. Se tratará de la primera colección en importancia de este tipo en el sur de Perú e incluirá
representantes de múltiples poblaciones del mayor número posible de las aproximadamente 200 especies de lepidópteros que habitan el Departamento de Arequipa. Esto es especialmente urgente ante la probable desaparición de
varias poblaciones y especies endémicas. Los resultados de este proyecto contribuirán a un mejor conocimiento de la biodiversidad y a la hora de diseñar e implementar medidas de gestión y conservación.
Al finalizar el proyecto se contará con 3 nuevos profesionales, 2 publicaciones en revistas indizadas y 2 ponencias (nacional e internacional).
Impactos esperados
Aparte de la utilidad práctica de crear una base de datos de barcoding que permitirá determinar cualquier muestra de lepidoptero de Arequipa, con la gran cantidad de datos genéticos que se acumularán permitirán abordar estudios
científicos a gran escala, con validez estadística dado el número de especies. Dichos estudios se centrarán en los patrones de colonización y variación intraespecífica genetica. El código de barras obtenido de cada especie sera una herramienta útil para el trabajo taxonómico, principalmente para futuras investigaciones dentro de una "taxonomía integrativa"