Associating immatures and adults of aquatic insects using DNA barcoding in high Andean streams

Abstract

Analizamos la viabilidad del uso de códigos de barras de ADN como una herramienta para lograr una asociación rápida y correcta entre las diferentes etapas de vida en algunos insectos de los órdenes Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera, correspondiente a cursos de aguas corrientes de la región Andina de La Paz, Bolivia. Nos enfocamos en estos ambientes, debido a que el agua de los arroyos de los glaciares empieza a escasear, y esto podría crear un riesgo en la desaparición local de estas especies acuáticas. Por medio del uso de las secuencias del gen citocromo c-oxidasa subunidad 1 (COI), encontramos alta divergencia interespecífica genética entre muestras de diferentes familias y géneros (máximo 20%), mientras que las divergencias genéticas intraespecíficas fueron menores entre ejemplares de la misma especie (osciló entre 0.1-2%). De esta manera asociamos el estadio larval o de ninfa con sus respectivos adultos (hembras y machos), para una especie de efemeróptero (Meridialaris tintinnabula Pescador & Peters 1987), tres especies de plecópteros (Anacroneuria vagante Stark & Baumann 2011, Claudioperla tigrina Klapálek 1904 y C. ruhieri Gibon & Molina 2013) y una especie de tricóptero (cf. Anomalocosmoecus illiesi Marlier, 1962). Concluimos que el código de barras de ADN podría ser una herramienta eficaz para asociar etapas de la vida y esto podría acelerar el estudio de los patrones de biodiversidad de insectos acuáticos de la región altoandina.

We analyzed the feasibility of using DNA-barcoding as a tool to achieve a correct and rapid association between different life stages of Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera insects in high Andean streams from La Paz, Bolivia. We focused on this particular environment because the water of streams from the glaciers is becoming scarce, and this could create a risk of local disappearance of these aquatic species. Using cytochrome c oxidase subunit 1 (COI) gene sequences, we found high genetic interspecific divergence between specimens from different families and genera (maximum 20%), whereas the intraspecific genetic divergences were lower between specimens of the same species (ranged from 0.1-2%). In this manner, we associate the larval or nymphal instar with their respective adults (female and male), for one species of mayfly (Meridialaris tintinnabula Pescador & Peters, 1987), three species of stoneflies (Anacroneuria vagante Stark & Baumann, 2011, Claudioperla tigrina Klapálek, 1904 and C. ruhieri Gibon & Molina, 2013) and one species of caddisfly (Anomalocosmoecus cf. illiesi Marlier, 1962). We concluded that COI Barcoding can be an effective tool for associating life stages and this tool could speed up the exploring the biodiversity patterns of aquatic insects in the High Andean region