La Antártida y su océano han estado aislados efectivamente del resto de océanos y continentes del planeta por más de 20 millones de años. El Océano Austral es uno de los ecosistemas marinos más diversos y ricos, compuesto por un ensamble biótico adaptado a condiciones sumamente estables y extremas de vida. Sin embargo, en los últimos 60 años la Península Antártica ha experimentado una de las más altas tasas de calentamiento regional del planeta, superando incluso a cualquier período interglaciar del Pleistoceno. Este calentamiento ha tenido efectos muy marcados en la criósfera, registrándose colapsos de barreras, disminución del hielo marino y una marcada retracción de glaciares. Comprender cómo la biodiversidad antártica respondió a los cambios climáticos pasados, nos ayudará a predecir su respuesta a cambios del clima en el futuro. La reciente y rápida difusión de las técnicas basadas en la genómica en las ciencias ecológicas y evolutivas ha aumentado nuestra capacidad para explorar y comprender los efectos históricos y contemporáneos del cambio climático en la diversificación, la historia demográfica, y la adaptación de la biodiversidad antártica. La ascidia Cnemidocarpa verrucosa sensu lato, es una especie muy abundante y de gran distribución en la plataforma Antártica, resulta así, un buen modelo para el estudio de procesos que afectan al sistema bentónico. Es así que el objetivo de esta tesis es estudiar los patrones filogeográficos en el Océano Antártico, para analizar los procesos históricos que determinaron las distribuciones actuales de la fauna bentónica, como así también predecir cuál va a ser la respuesta a factores ligados al cambio climático predicho para el futuro; utilizando como modelo de estudio a Cnemidocarpa verrucosa. La primera aproximación de esta tesis fue evaluar la posible existencia de entidades crípticas dentro de la hoy llamada Cnemidocarpa verrucosa, mediante la evaluación de la genética (marcadores COI y 18S) y la morfología. Encontramos así, dos especies y algo más, ya que la distribución de la distancia genética sugirió la existencia de, al menos, dos especies dentro de C. verrucosa sensu lato (C. verrucosa sp. A y C. verrucosa sp. B); además, la presencia de disco basal en uno de los genotipos podría ser un rasgo morfológico diagnóstico para diferenciar las especies. Luego, se describió la estructura genética de las poblaciones en estudio; y se realizaron inferencias de los procesos históricos que la determinaron. Así, C. verrucosa sp. A presentó poblaciones estructuradas genéticamente, estructura no relacionada con la distancia geográfica entre las poblaciones; asimismo, la especie sufrió una expansión demográfica luego del último máximo glacial. Por otro lado, C. verrcuosa sp. B presentó poblaciones sin estructura genética y estabilidad demográfica. Por último, al analizar las respuestas a estresores vinculados al exceso de CO2 atmosférico, acidificación y sedimentación mediante un análisis transcriptómico y enzimático de la respuesta de C. verrucosa sp. A a tales factores. Se encontró que la especie responde de manera diferente al estrés por sedimentación y acidificación, activando en el primer caso una respuesta de depresión metabólica, mientras que a niveles de pH ácido la ascidia activó la típica respuesta de estrés. Esto podría indicar una adaptación a altas concentraciones de sedimentos en agua, y no así a niveles bajos de pH. Finalmente, se realizó una discusión acerca de las perspectivas del patrón genético del pasado, para poder entender respuestas del cambio climático del futuro de la conspicua C. verrucosa sensu lato.