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Revista Peruana de BiologaISSN: [email protected] Nacional Mayor de San MarcosPerRamrez, Rina; Borda, Vctor; Romero, Pedro; Ramirez, Jorge; Congrains, Carlos; Chirinos, Jenny;Ramrez, Pablo; Velsquez, Luz Elena; Meja, KemberBiodiversidad y endemismo de los caracoles terrestres Megalobulimus y Systrophia en la AmazoniaoccidentalRevista Peruana de Biologa, vol. 19, nm. 1, abril, 2012, pp. 59-74Universidad Nacional Mayor de San MarcosLima, PerDisponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=195024647008 Cmo citar el artculo Nmero completo Ms informacin del artculo Pgina de la revista en redalyc.orgSistema de Informacin CientficaRed de Revistas Cientficas de Amrica Latina, el Caribe, Espaa y PortugalProyecto acadmico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto59 Biodiversidad y endemismo de Megalobulimus y SystrophiaRev. peru. biol. 19(1): 059 - 074 (April 2012)Rev. peru. biol. 19(1): 059 - 074 (Abril 2012) Facultad de Ciencias Biolgicas UNMSMISSN 1561-0837Biodiversidad y endemismo de los caracoles terrestres Megalobulimus y Systrophia en la Amazonia occidentalRina Ramrez 1, 2, Vctor Borda 1, 2, Pedro Romero 1, 2, Jorge Ramirez 1, 2, Carlos Congrains 1, 2, Jenny Chirinos 1, 2, Pablo Ramrez 3, Luz Elena Velsquez 4, Kember Meja 5Biodiversity and endemism of the western Amazonia land snails Megalobulimus and Systrophia1 Museo de Historia Natural, Uni-versidadNacionalMayordeSan Marcos. Apartado14-0434,Lima-14, Per.2 Laboratorio de Sistemtica Mole-cular y Filogeografa, Facultad de CienciasBiolgicas,Universidad NacionalMayordeSanMarcos, Av. Venezuela s/n, Lima-1, Per.3LaboratoriodeMicrobiologa Molecular y Biotecnologa, Facultad de Ciencias Biolgicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.4 Programa de Estudio y Control de Enfermedades Tropicales/PECET, Universidad de Antioquia, Calle 62 N 52 - 59, Sede de investigacin Universitaria(SIU),Laboratorio 730, Medelln, Colombia.5 IIAP: Instituto de Investigaciones de la Amazonia Peruana, Apartado 784, Iquitos, Per.E-mail Rina Ramrez: [email protected]:20/11/2011Aceptado:16/07/2012 Publicado online:01/10/2012ResumenEnestetrabajorealizamosunestudiobiogeogrfcodedosgnerosdecaracolesterrestresamaznicos, Megalobulimus (Strophocheilidae) y Systrophia (Scolodontidae). Se utilizaron individuos colectados en diversas localidades de la Amazonia peruana as como informacin bibliogrfca. Se utilizaron los marcadores molecu-lares5.8S-ITS2-28SrRNAy16SrRNAparareconstruirflogeniasyobtenerhiptesissobrelasrelaciones evolutivas entre los gneros amaznicos y otras especies de distribucin global. La flogenia nuclear permiti determinarlaposicinevolutivadeambosgnerosylaflogeniamitocondrialpermitiladiferenciacinde lasespeciesanivelintragenrico.Megalobulimusformpartedelcladono-achatinoideoenlaflogeniade los gastrpodos Stylommatophora, como lo esperado, pero no pudo ser demostrada su cercana a la familia Acavidae, mientras que Systrophia qued fuera de los dos clados establecidos, formando uno basal dentro de los Stylommatophora. El gen mitocondrial 16S rRNA permiti diferenciar a las especies de Megalobulimus, actuando como cdigo de barras de ADN de estos caracoles comestibles. El anlisis de distribucin geogrfca revel varios endemismos para la Amazonia peruana para especies de ambos gneros, resaltando las unidades biogeogrfcas de Chanchamayo e Inambari.Palabras claves. 16S rRNA, ITS, sistemtica molecular, cdigo de barras de ADN, endemismosAbstractIn this work we performed a biogeographic study of two genera of Amazonian land snails, Megalobulimus (Strophocheilidae) and Systrophia (Scolodontidae). We used samples from different regions of the Peruvian Amazon, as well as bibliographic information. We analyzed both nuclear (5.8S-ITS2-28S rRNA) and mitochondrial (16S rRNA) genes to reconstruct phylogenies and obtain hypotheses concerning the evolutionary relationships among Amazonian genera and other species with global distribution. The nuclear phylogeny allowed us to de-termine the evolutionary position of both genera, and the mitochondrial phylogeny permitted the differentiation of species at the intrageneric level. We found that Megalobulimus clustered with the non-achatinoid clade within Stylommatophora, as expected, but its relationship to family Acavidae could not be demonstrated.Systrophia did not cluster with any of the two established clades, but formed a basal one within Stylommatophora. The mitochondrial gene 16S rRNA allowed us to differentiate Megalobulimus species, and performed well for DNA barcoding of these edible snails. Biogeographical analysis revealed several endemic species in the Peruvian Amazon within both genera, highlighting the Chanchamayo and Inambari biogeographic units. Keywords. 16S rRNA, ITS, molecular systematics, DNA barcode, endemism.IntroduccinAmrica del Sur alberga la mayor biodiversidad del mundo, aunque an no se conocen todas sus especies que la componen, en especial las de la Amazonia (Vieira et al. 2008). En este con-tinenteexistengrandesreasdeendemismoscomolacuenca amaznica occidental, las vertientes boscosas de los Andes y el bosque atlntico de Brasil (Moritz et al. 2000), que estn expe-rimentando una acelerada prdida de hbitats, por lo que son conocidas tambin como hotspots (Myers 1988; Myers et al. 2000). Los moluscos son uno de los componentes conspicuos deesabiodiversidad,elsegundophylumconmayornmero de especies animales (Ponder & Lindberg 2008), pero al mis-mo tiempo con muy pocos estudios en la Amazonia (Bruggen 1995). Entre los ms estudiados estan los gneros Megalobulimus (Fam. Strophocheilidae) y Systrophia (Fam. Scolodontidae); el primeroalbergacaracolescomestiblesylaespeciedemayor tamaoenAmrica,M.popelairianus(163mm)(Bequaert 1948), y Systrophia tiene conchas aplanadas de no ms de 25.5 mm (Ramrez 1993). Ambas familias son endmicas de Amrica del Sur (Parodiz 1982) y los gneros mencionados estn bien representadosenlaAmazoniaoccidental.LosMegalobulimus (Fig. 1) son conocidos en el Per como congompes (Douro-jeanni 1965; Ramrez & Cceres 1991; Borda et al. 2010), son utilizados como alimento en Per (Castro et al. 1976; Ramrez &Cceres1991)yEcuador(Bequaert1948).LosSystrophia constituyen los moluscos ms representativos de los bosques de la Amazonia occidental; y especies como S. helicycloides (Fig. 2) han permitido desarrollar estudios flogeogrfcos que han de-mostrando los efectos histricos de la dinmica de la Amazonia (Romero 2010). Elinterscrecienteporlaspropiedadesregeneradoraso rejuvenecedorasdelapielatribuidasaloscaracolesterrestres (Abad1996;Wangetal.2010)hapropiciadoextracciones indiscriminadas para su comercializacin informal. Poco es lo que se ha logrado en el cultivo de especies nativas (Campoverde 1992; Rengifo et al. 2004), a diferencia de lo que sucede con el introducido caracol europeo Helix aspersa que se ha convertido en plaga de cultivos principalmente de la costa de Per.En la actualidadse sabe que no slo la diversidad de especies, sino que la diversidad gentica juega un papel muy importante en la biodiversidad (Primack & Rodrguez 2001). Estudios en genmica estn resolviendo una serie de incgnitas que permiten un mejor aprovechamiento de la biodiversidad al emplear se-60Ramrez et al. Rev. peru. biol. 19(1): 059 - 074 (Abril 2012)cuencias de ADN como cdigo de barras (Hebert et al. 2003a, b); en torno a esta idea central se ha formado un consorcio a nivel mundial (CBOL) que promueve un estndar global para iden-tifcar especimenes biolgicos. Con esta iniciativa, las especies quedarn mejor referenciadas, aadiendo nuevas oportunidades econmicas con especies promisorias para el biocomercio como lascorrespondientesalgneroMegalobulimus.Elestudiode marcadores especfcos en el genoma mitocondrial de caracoles terrestres nativos puede proveernos de un sello de garanta para nuestras especies y sus poblaciones con lo que no slo podamos salvaguardar nuestros recursos sino tambin explotarlos adecua-damente (Tundisi & Matsumura-Tundisi 2008). En este trabajo haremos un anlisis biogeogrfco, con especial referencia a la Amazonia occidental, de dos grupos endmicos Figura 1. Conchas de Megalobulimus spp. procedentes de Per (A-F, H-J ) y Colombia (G.). (A) M. capillaceus (Dpto. San Martn). (B) M. separabilis (Dpto. Hunuco). (C) M. leucostoma (Dpto. Cusco). (D) M. carrikeri (Dpto. J unn). (E) M. huascari (Dpto. J unn). (F) M. lichtensteini (Dpto. Amazonas). (G) M. oblongus (Dpto. Caldas, Colombia). (H) M. maximus (Dpto. Madre de Dios). (I) M. thammianus (Dpto. J unn). (J ) M. popelairianus (Dpto. Madre de Dios).61 Biodiversidad y endemismo de Megalobulimus y SystrophiaRev. peru. biol. 19(1): 059 - 074 (April 2012)de Amrica del Sur, los caracoles terrestres de los gneros Me-galobulimus(Strophocheilidae)ySystrophia(Scolodontidae), enfatizando el anlisis molecular, as como un comentario sobre el uso de congompes.Material y mtodosMaterial biolgico.- El material usado para el anlisis mo-lecular de Megalobulimus spp. (Fig. 1) fue colectado en varias localidades de la Amazonia peruana, as como en mercados de abastosdeTarapotoyJuanjui(Dpto.SanMartn)eIquitos (Dpto. Loreto: Mercado Beln), y el de Systrophia helicycloides (Fig. 2) en el Dpto. Madre de Dios (Tab. 1). Los especimenes fueron conservados en etanol 96% y depositados en el Depar-tamento de Malacologa y Carcinologa del Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Extraccin,amplifcacinysecuenciamientodeADN.- ElADNtotalfueaisladodemsculodelpiedecaracoles preservados en etanol usando una modifcacin del mtodo de CTAB(Doyle&Doyle1987;Ramrez2004).Unsegmento variable del gen mitocondrial 16S rRNA fue amplifcado por PCR usando primers y protocolos descritos por Ramrez (2004). Para el marcador nuclear se usaron los primers LSU1 y LSU3 de Wade y Morgan (2000), para amplifcar la regin 3 del gen 5.8S rRNA (aprox. 80pb), el ITS-2 completo y la regin 5 del gen 28S rRNA (aprox. 370pb). Ambas hebras fueron secuen-Figura 2. Concha de Systrophia helicycloides, familia Scolodontidae (Per, Dpto. Madre de Dios). Vista: (A) apical, (B) umbilical y (C) Vista apertural.Especie Individuo Procedencia Coordenadas (LS/LO) Nuclear 16S rRNA1 M. capillaceus Moy-M16-6 SM. Moyobamba 60211.2 / 765826.2 JN6047252 M. capillaceus Sap-M61-10.2 SM. Saposoa 656 / 7647 JN604718 JN6047263 M. capillaceus Tar-M19-1 SM. Tarapoto 62818 / 762214.6 JN604719 JN6047274 M. huascari JSP-N47-1 JU. San Chirio del Palomar 1048'43.8'' / 7512'02.8'' JN6047285 M. huascari JLE-N46-2 JU. Mina La Esperanza 1114'27.5'' / 7522'02.6'' JN6047296 M. huascari Utc-N55-1 JU: Uctuyacu 1117'19.5' / 7519'29.4'' JN6047307 M. lichtensteini Shu-M73-17.2 CA: Shumba 532'33.07" / 7848'59.15" JN6047318 M. lichtensteini Nar-N29-2 AM. Naranjito 549" / 7816" JN6047329 M. lichtensteini Nar-M88-1 AM. Naranjito 549" / 7816" JN60473310 M. maximus Ink-M86-1 MD. Inkaterra 1235' / 6905' JN604720 JN60473411 M. maximus Ink-M100-2 MD. Inkaterra 1235' / 6905' JN604721 JN60473512 M. maximus Biot-N70-2 MD. Cuzco Amaznico-Biotrop (Inkaterra) 1235' / 6905' JN60473613 M. popelairianus TarM-M90-13 SM. Tarapoto: Mercado JN60473714 M. popelairianus TarM-N58-1 SM. Tarapoto: Mercado JN60473815 M. popelairianus SapJM-M78-1 SM. Juanjui: Mercado JN60473916 M. popelairianus MIq-H14-3 LO. Iquitos: MercadoJN60474017 M. popelairianus Ink-M85-2 MD. Inkaterra 1235' / 6905' JN60474118 M. popelairianus Rio-M67-9.1 SM. Rioja 649 / 771083 JN604722 JN60474219 M. popelairianus SapCH-M95-10.4 SM. Saposoa-Chambira ca. 656 / 7647 JN60474320 M. separabilis HuA-N36 HU. Ambo 1007'43" / 7612'48.1" JN60474421 M. thammianus DBo-N39-u JU. Don Bosco [Chanchamayo] 1110'38.7'' / 7521'18.3'' JN60474522 M. thammianus Flo-N40-u JU. La Florida (Sr. Ziga) [Chanchamayo] 1049'54.9'' / 7506'40.9'' JN60474623 M. thammianus Flo-N42-1 JU. La Florida (Sra Huaman) [Chanchamayo] 1050'19.0'' / 75 06' 00.8'' JN60474724 M. thammianus Oco-H25-1 JU. Puerto Ocopa 1105'39.2'' / 7418'31.3'' JN60474825 M. thammianus Biot-N27-8a MD. Cuzco Amaznico (Inkaterra)-Biotrop 1235' / 6905' JN60474926 S. helicycloides Ami-CLo-P20-a MD. Los Amigos 1234.15' / 706.06' JN60472327 S. helicycloides Ink-Pal-P29-g MD. Inkaterra 1235' / 6905' JN604724Per, dptos. Amazonas (AM), Cajamarca (CA), Hunuco (HU), J unn (J U), Loreto (LO), Madre de Dios (MD) y San Martn (SM).Tabla 1. Procedencia de los especmenes de Megalobulimus y Systrophia de los que se obtuvieron secuencias en este estudio, con sus nmeros de accesin en el GenBank (Benson et al. 2011).62Ramrez et al. Rev. peru. biol. 19(1): 059 - 074 (Abril 2012)Familia Especie Nmero de AccesinPhylum Mollusca, Clase Gastropoda, Subclase Pulmonata, Orden Eupolmonata, Suborden Stylommatophora Nuclear 16S rRNAInfraorden OrthurethraVertiginidae Vertigo antivergo (Draparnaud 1801) AY014027Gastrocopta armifera (Say 1821) AY841286Enidae Mastus pupa (Bruguire 1792) AY014038-9Partulidae Partula suturalis Pfeiffer 1855 AY014042Infraorden MesurethraClausiliidae Clausilia bidentata (Strm 1765) AY014051Macrogastra rolphii (Turton 1826) AY014052Cochlodina laminata (Montagu 1803) AY014047Albinaria xantostoma (Boettger 1883) AY014048Pinguiphaedusa platydera (Martens 1876) AY841292Infraorden ElasmognathaSuccineidae Succinea striata (Krauss 1848) AY841295Athoracophoridae Athoracophorus bitentaculatus (Quoy y Gaimard 1832) AY014018Infraorden SigmurethraOrthalicidae Bulimulus sporadicus (dOrbigny 1835) AY841299Orthalicus ponderosus Strebel y Pfeffer 1882 (5)HM027506Placostylus eddystonensis (Pfeiffer 1855) AY841296-7Bostryx aguilari Weyrauch 1967 (2, 6)HM116230, JN604717Amphibulimulidae Gaeotis nigrolineata Shuttleworth 1854 AY841301Cerionidae Cerion incanum (Binney 1851) AY014060Ferussaciidae Ferussacia foilliculus (Gmelin 1791) AY841302Subulinidae Subulina striatella (Rang 1831) AY014061Rumina decollata (Linnaeus 1758) AY014065Bocageia sp. AY014062Achatinidae Limicolaria kambeul (Bruguire 1792) AY014072Spiraxidae Euglandina rosea (Frussac 1821) AY014074Tesatacellidae Testacella scutulum Sowerby 1821 AY014075Streptaxidae Gonaxis quadrilateralis Preston 1910 AY014076Gonospira sp. AY014077Augustula braueri (Martens 1898) (3)HQ328370Edentulina minor (Morelet 1851) (3)HQ328283Streptostele kilimanjaroensis Blume 1965 (3)HQ328274Strophocheilidae Megalobulimus capillaceus (Pfeiffer 1855) (6)JN604718-9 JN604725-7M. huascari (Tschudi 1852) (6)JN604728-30M. lichtensteini (Albers 1854) (6)JN604731-3Megalobulimus maximus (Sowerby 1825) (6)JN604720-1 JN604734-6Megalobulimus oblongus (Mller 1774) AY014078Megalobulimus popelairianus (Nyst 1845) (6)JN604722 JN604737-43M. separabilis (Fulton 1903) (6)JN604744M. thammianus (Martens 1876) (6)JN604745-9Dorcasidae Dorcasia alexandri Gray 1938 AY014079Trigonephrus globulus (Mller 1774) AY014080-1Acavidae Acavus phoenix (Pfeiffer 1854) AY014082-3Leucotaenius proctori (Sowerby 1894) AY014084-5Caryodidae Caryodes dufresnii Leach 1815 AY014086Rhytididae Rhytida stephenesis Powell 1930 AY014087Schizoglossa sp. AY014088Natalina knysnaensis (Pfeiffer1 1846) (4)FJ262219Natalina kraussi (Pfeiffer 1846) (4)FJ262230Natalina schaerfae (Pfeiffer 1861) (4)FJ262237Chlamydephoridae Chlamydephorus burnupi AY014089Haplotrematidae Haplotrema vancouverense (Lea 1839) AY014090Corillidae Corilla adamsi Gude 1914 AY014091-2Punctidae Laoma sp. AY014093Charopidae Suteria ide (Gray 1850) AY014094-5Tabla 2.Taxa usados en las flogenias moleculares basadas en el marcador nuclear >5.8S rRNA-ITS2-28S rRNA< y el marcador mitocondrial 16S rRNA. Las 72 secuencias se encuentran en el GenBank y proceden de Wade et al. (2006), Herbert y Mitchell (2009) (1), Ramrez et al. (2011) (2), Rowson et al. (2011) (3), Moussalli et al. (2009) (4), Breure et al. (2010) (5) y del presente estudio (6).continua...63 Biodiversidad y endemismo de Megalobulimus y SystrophiaRev. peru. biol. 19(1): 059 - 074 (April 2012)ciadas usando los servicios de Macrogen Inc (USA y Korea). La edicin manual de las secuencias fue realizada usando Chromas (McCarthy 1996); el ensamblaje de las secuencias consenso fue llevadoacabomedianteCap3win(Huang&Madan1999). Las secuencias fueron depositadas en el GenBank (JN604717-JN604749) (Tablas 1 y 2).Marcadornuclear.-Fueronobtenidassietesecuenciasdel marcador nuclear >5.8S rRNA-ITS2-28S rRNA5.8S rRNA-ITS2-28S rRNA