Phylogeography and phenotypic diversification in the Patagonian fish Percichthys trucha: the roles of Quaternary glacial cycles and natural selection

Abstract

Current patterns of genetic and morphological diversity are the product of historical climatic and geomorphological events, and of contemporary selection processes acting upon this diversity. Here we examine the phylogeographic and phenotypic patterns of diversity within Percichthys trucha, a widely distributed Patagonian fish species complex that inhabits Andean and steppe freshwater environments. Molecular analysis (mtDNA control region) of 21 populations distributed throughout its latitudinal range revealed little evidence of phylogeographic structure and no evidence of species-level genetic divergence east of the Andes. The complex, however, exhibits high levels of intra-and interpopulation phenotypic variation. Patterns of among-population divergence in morphology were most easily explained by differences in predation pressure among populations; dorsal fin spines (commonly a defensive characteristic) were longer in environments with greater densities of potentially piscivorous fish. Trophic characters were highly variable within populations, suggesting an important role for resources in generating within-population morphological variation. The very shallow levels of divergence shown by the molecular data most likely reflect the historical mixing of populations as a result of the climatic and landscape changes that affected Patagonia throughout the Quaternary. The phenotypic divergences, in contrast, are probably the result of differing contemporary selection regimes acting on currently disjoint populations.Los patrones de diversidad genética y morfológica que pueden observarse en poblaciones existentes son el producto de la influencia conjunta de procesos históricos (climáticos, geomorfológicos) y de la selección natural. En este trabajo examinamos los patrones de diversidad filogeográfica y fenotípica en Percichthys trucha, una especie o complejo de especies de amplia distribución en Patagonia andina y esteparia. Análisis molecular (Region de Control ADN mitocondrial) de 21 poblaciones a lo largo y ancho del rango distribucional del grupo reveló poca evidencia de estructura filogeográfica (estructura poco profunda) y ninguna evidencia de divergencia genética a nivel de especie al este de los Andes. El complejo exhibe sin embargo, altos niveles de variación fenotípica tanto intra-, como interpoblacional. Los patrones de divergencia morfológica entre poblaciones se correlacionan con diferencias interpoblacionales en la intensidad de predación; las espinas dorsales (comúnmente una característica defensiva) son más largas en ambientes con mayor densidad de peces potencialmente piscívoros. Los caracteres tróficos exhiben alta variación intrapoblacional sugiriendo que los recursos tróficos cumplen un rol importante en

Native and exotic fishes in a Patagonian reservoir with rainbow trout cage culture: spatial and trophic resource use

“…Along with ERT, the native puyen Galaxias maculatus (Jenyns), big puyen Galaxias platei Steindachner, the catfishes Hatcheria macraei (Girard) and Diplomystes viedmensis MacDonagh (Muñoz-Ramírez et al, 2014), O. hatcheri, P. trucha (including, according to Ruzzante et al, 2006Ruzzante et al, , 2011 several nominal forms considered by López-Albarello, 2004), and the exotic rainbow trout, Atlantic salmon Salmo salar Linnaeus, brown trout Salmo trutta Linnaeus, and brook trout Salvelinus fontinalis (Mitchill), have been reported in the reservoir (Cussac et al, 1998;Macchi et al, 1999;Aigo et al, 2008). O. hatcheri, P. trucha, rainbow trout, and S. trutta are the most frequently captured species.…”

New Percichthyidae (Teleostei, Percoidei) from the early Pliocene of the Buenos Aires province (Argentina) and its biogeographical implications

“…Galaxias maculatus, G. platei) y tricomicté-ridos (e.g. Hatcheria macraei) (ruzzante et al, 2006, 2011Zemlack et al, 2008Zemlack et al, , 2010unmack et al, 2012). Los patrones de dispersión de estos taxones han sido afectados en gran medida por cambios en los drenajes y por la formación y desaparición de paleolagos proglaciales durante el Pleistoceno (ruzzante et al, 2011).…”

“…Los patrones de dispersión de estos taxones han sido afectados en gran medida por cambios en los drenajes y por la formación y desaparición de paleolagos proglaciales durante el Pleistoceno (ruzzante et al, 2011). diversos autores , 2011Zemlack et al, 2008Zemlack et al, , 2010 propusieron que dichos eventos fueron los responsables de la ausencia o escasez de estructuras filogeográficas profundas entre las poblaciones de estos peces. La divergencia genética entre las distintas poblaciones de peces es baja, sugiriendo que éstas son relativamente jóvenes, en todos los casos con una antigüedad que se remontaría al Pleistoceno e incluso al Pleistoceno más tardío (ruzzante et al, 2006).…”

Trophic scaling of Percichthys trucha (Percichthyidae) in monospecific and multispecific lakes in western Patagonia

“…Uplift of the southern Andes which started about 23 million years ago as well as quaternary glacial cycles are the main factors that shaped the current distribution of P. trucha (Ruzzante et al, , 2008(Ruzzante et al, , 2011. Molecular evidence suggests that orogeny of the Andes separated populations of P. trucha on the eastern and western sites of the range.…”