Detección y delimitación de especies crípticas en vectores de la enfermedad de chagas (Hemiptera: Reduviidae: Triatominae) bajo múltiples líneas de evidencia

Resumen La delimitación de especies crípticas tiene implicaciones importantes en estudios sobre biodiversidad, conservación, enfermedades transmitidas por vectores, entre otros. Actualmente, el empleo de la taxonomía integradora es la vía más certera para delimitar especies. Dos de las especies más importantes de triatominos en México son Triatoma pallidipennis y Triatoma dimidiata. El estatus específico de T. pallidipennis ha sido cuestionado en trabajos previos a partir de datos moleculares. Para T. dimidiata, estudios filogenéticos propusieron tres haplogrupos para México y parte de Centroamérica. Diferentes investigaciones han intentado reconocer estos haplogrupos con técnicas de modelado de nicho ecológico y morfométricas, alcanzando porcentajes altos de discriminación, pero aun insuficientes para su correcto reconocimiento. En esta tesis analizamos secuencias de ADN con métodos probabilísticos para esclarecer el estatus taxonómico de T. pallidipennis, empleamos el modelado de nicho ecológico para apoyar el posible reconocimiento de entidades crípticas en esta especie y empleamos la morfometría geométrica y el patrón de manchas para diferenciar haplogrupos de T. pallidipennis y T. dimidiata. Analizamos las relaciones filogenéticas de T. pallidipennis con matrices mitonucleares, estimamos tiempos de divergencia y delimitamos posibles nuevos taxones con tres métodos de delimitación de especies. Se obtuvieron distancias genéticas y posibles rutas de conectividad basadas en haplotipos compartidos entre poblaciones de T. pallidipennis. La variación en forma entre haplogrupos de T. pallidipennis fue evaluada con un protocolo morfométrico, empleando imágenes de la cabeza y el pronoto. Se generó una configuración de puntos anatómicos de referencia y semimarcas para obtener variables de forma. Con estas, se realizaron análisis estadísticos para ver su valor en la discriminación de haplogrupos. Finalmente, se estimó la segregación ecológica entre haplogrupos a partir de modelos de nicho ecológico con Maxent y NicheA. La discriminación de haplogrupos de T. dimidiata fue analizada con la descripción del contorno del cuerpo con Descriptores Elípticos de Fourier y el patrón de manchas del conexivo. Para ambos casos, una combinación de pruebas estadísticas se realizó para evaluar la capacidad de discriminación de las variables empleadas. Se encontraron cinco haplogrupos para T. pallidipennis, basados en métodos de delimitación y distancias genéticas. La divergencia de estos comenzó en el Pleistoceno. Ninguno de los haplogrupos mostró rutas potenciales de conectividad entre ellos, lo que evidencia la falta de flujo de genes y sugieren la existencia de un nuevo complejo de especies crípticas en lo que actualmente se reconoce como T. pallidipennis. Las variables de forma mostraron diferencias significativas entre algunos de los haplogrupos analizados, demostrando que, al menos parcialmente, hay divergencias morfométricas que pueden asociarse a los procesos de especiación recientes detectados. A su vez, se encontraron diferencias ecológicas entre los haplogrupos, lo que sugiere que la segregación ecológica puede estar jugando un papel importante en la especiación de estos. Tanto el contorno del cuerpo entero, así como el patrón de manchas del conexivo presentan alto valor para la discriminación de haplogrupos en T. dimidiata, aumentando considerablemente los porcentajes de discriminación con respecto a lo encontrado en trabajos previos. Se concluye que la combinación de métodos constituye la vía más certera para detectar y delimitar especies crípticas en el género Triatoma.

Abstract The delimitation of cryptic species has important implications in studies on biodiversity, conservation, vector-borne diseases, among others. Currently, the use of integrative taxonomy is the most accurate way to delimit species. Two of the most important species of triatomines in Mexico are Triatoma pallidipennis and Triatoma dimidiata. The specific status of T. pallidipennis has been questioned in previous works based on molecular data. For T. dimidiata, phylogenetic studies have proposed three haplogroups for Mexico and part of Central America. Different investigations have tried to recognize these haplogroups with morphometric and ecological niche modeling techniques, reaching high percentages of discrimination, but still insufficient for their correct recognition. In this thesis we analyze DNA sequences with probabilistic methods to clarify the taxonomic status of T. pallidipennis, we use ecological niche modeling to support the possible recognition of cryptic entities in this species, and we use geometric morphometry and spot patterning to differentiate haplogroups. of T. pallidipennis and T. dimidiata. We analyze the phylogenetic relationships of T. pallidipennis with mitonuclear data, estimate divergence times, and delimit possible new taxa with three species delimitation methods. Genetic distances and possible connectivity routes based on shared haplotypes between T. pallidipennis populations were obtained. The variation in shape between haplogroups of T. pallidipennis was evaluated with a morphometric protocol, using images of the head and pronotum. A configuration of anatomical reference points and semi-marks was generated to obtain shape variables. With these, statistical analyzes were performed to see their value in haplogroup discrimination. Finally, the ecological segregation between haplogroups was estimated from ecological niche models with Maxent and NicheA. The discrimination of haplogroups of T. dimidiata was analyzed with the description of the body contour with Elliptic Fourier Descriptors and the spot pattern of the conexivum. For both cases, a combination of statistical tests was performed to assess the discrimination capacity of the variables used. Five haplogroups were found for T. pallidipennis, based on delimitation methods and genetic distances. The divergence of these began in the Pleistocene. None of the haplogroups showed potential landscape connectivity between them, indicating a lack of gene flow and suggesting the existence of a new complex of cryptic species in what is currently recognized as T. pallidipennis. The shape variables showed significant differences between some of the analyzed haplogroups, showing that, at least partially, there are morphometric differences that can be associated with the recent speciation processes detected. In turn, ecological differences were found between the haplogroups, suggesting that ecological segregation may be playing an important role in their speciation. Both the contour of the entire body, as well as the spot pattern on the conexivum, present a high value for the discrimination of haplogroups in T. dimidiata, considerably increasing the percentages of discrimination with respect to what was found in previous works. It is concluded that the combination of methods (integrative taxonomy) constitutes the most accurate way to detect and delimit cryptic species in the genus Triatoma.