Genetic variability in populations of the terrestrial isopod Armadillidium vulgare living in soils with different land uses

Abstract

La región pampeana argentina se distingue por su alta productividad y fertilidad, lo que hace que sus suelos sean aptos para la agricultura. Sin embargo, la intensificación de las actividades agrícolas en los últimos cuarenta años ha generado un intenso régimen de perturbaciones, caracterizado por un aumento en la tasa de degradación del suelo. La degradación del suelo y su relación con las comunidades de fauna edáfica son cruciales para la gestión de los recursos. En este estudio, investigamos los efectos del cambio de uso del suelo en la variabilidad genética del isópodo terrestre Armadillidium vulgare, elegido como modelo biológico. Se analizaron la diversidad y la estructura genética poblacional de esta especie mediante marcadores de PCR inter-simple sequence repeat (ISSR) en tres usos del suelo en dos localidades de Luján, Buenos Aires, Argentina. La variabilidad genética fue alta en las poblaciones de pastizales naturales y menor en los usos agrícolas. Tanto el análisis FST convencional como el enfoque bayesiano para marcadores dominantes mostraron diferencias genéticas significativas entre los usos del suelo dentro de cada localidad. La pérdida de variabilidad genética y la estructura genética poblacional pueden utilizarse como indicadores de perturbaciones del sistema. Así, en los suelos estudiados, el grado de variabilidad genética de poblaciones representativas de la fauna del suelo puede ser un buen indicador del grado de perturbación.

The Argentine Pampas region is recognized by its high productivity and fertility, which make its soils suitable for agricultural use. However, the intensification of agricultural activities over the last forty years has led to an intense disturbance regime, characterized by an increase in the soil degradation rate. Soil degradation and its relationship with soil fauna communities are crucial issues in resource management. In this study, we investigated the effects of land-use change on the genetic variability of the terrestrial isopod Armadillidium vulgare, chosen as a biological model. The diversity and population genetic structure of this species were analyzed using inter-simple sequence repeat (ISSR)-PCR markers, in three land uses in two localities of Luján, Buenos Aires, Argentina. Genetic variability was high in natural grassland populations and lower in agricultural land uses. Both conventional FST analysis and Bayesian approach for dominant markers showed significant genetic differences between land uses within each locality. The loss of genetic variability and the population genetic structure can be used as indicators of system disturbance. Thus, in the soils studied, the degree of genetic variability of representative populations of the soil fauna can be a good indicator of the disturbance degree.

A região dos Pampas argentinos é reconhecida por sua alta produtividade e fertilidade, o que torna seus solos adequados para uso agrícola. No entanto, a intensificação das atividades agrícolas nos últimos quarenta anos levou a um regime de perturbação intenso, caracterizado por um aumento na taxa de degradação do solo. A degradação do solo e sua relação com as comunidades da fauna do solo são questões cruciais na gestão de recursos. Neste estudo, investigamos os efeitos da mudança no uso da terra na variabilidade genética do isópode terrestre Armadillidium vulgare, escolhido como modelo biológico. A diversidade e a estrutura genética populacional desta espécie foram analisadas usando marcadores de repetição de sequência intersimples (ISSR)-PCR, em três usos da terra em duas localidades de Luján, Buenos Aires, Argentina. A variabilidade genética foi alta em populações de pastagens naturais e menor em usos agrícolas. Tanto a análise FST convencional quanto a abordagem bayesiana para marcadores dominantes mostraram diferenças genéticas significativas entre os usos da terra dentro de cada localidade. A perda de variabilidade genética e a estrutura genética populacional podem ser usadas como indicadores de perturbação sistêmica. Assim, nos solos estudados, o grau de variabilidade genética de populações representativas da fauna edáfica pode ser um bom indicador do grau de perturbação.