Análisis ecológico y genético de interacciones planta-animal en ambientes mediterráneos

Resumen

Los mutualismos están extendidos en los ecosistemas naturales y juegan un papel clave en el mantenimiento de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos. Interacciones planta-animal, como la dispersión de semillas y la polinización, son fundamentales en la biología reproductiva de muchas plantas que dependen de animales para la polinización de sus flores, la dispersión de sus semillas, o ambas. Estudiar las interacciones planta-animal mediante técnicas ecológicas clásicas (p. ej. estudios observacionales) puede ser muy complicado. Estos métodos pueden arrojar resultados sesgados (p. ej. diferentes detectabilidades de especies) y no son adecuados para el estudio de algunos procesos por cuestiones de escala (p. ej. dispersión a larga distancia). La aplicación de técnicas indirectas como las herramientas genéticas puede ayudar en el estudio de estos procesos. En este sentido, el desarrollo de herramientas moleculares como los marcadores microsatélites y su aplicación en estudios de ecología hacen posible incrementar nuestro conocimiento sobre las interacciones planta-animal y sus procesos asociados. Esta tesis está compuesta de cuatro capítulos en los que se estudian mutualismos planta-animal desde diferentes enfoques (combinando herramientas ecológicas y genéticas) y escalas geográficas. En el primer capítulo aplicamos microsatélites para analizar los patrones de estructura genética de un arbusto de fruto carnoso (Pistacia lentiscus) en todo su rango de distribución (Cuenca Mediterránea), y el papel de los eventos de dispersión de semillas a larga distancia en estas tendencias genéticas. Encontramos que los movimientos de las aves frugívoras migratorias concuerdan con la estructura genética espacial de la especie estudiada. Por tanto, las perturbaciones antrópicas o el cambio climático que podrían interrumpir las rutas migratorias de las aves, podrían tener también consecuencias negativas para las plantas. En el segundo capítulo estudiamos los efectos de la fragmentación extrema en la diversidad genética de poblaciones remanentes de P. lentiscus. Realizamos análisis de microsatélites, y anillamientos y censos de aves para abordar nuestras hipótesis. Los resultados revelaron una alta diversidad genética y la falta de diferenciación genética en los parches de P. lentiscus estudiados, probablemente como resultado de una intensa pero reciente fragmentación, pese a una contribución escasa de las aves a la dispersión de semillas de la especie. Sin embargo, podría haber impactos latentes ya que observamos señales de endogamia en uno de los parches. En el tercer capítulo desarrollamos y testamos un marco metodológico basado en la combinación de herramientas ecológicas (censos de aves y fototrampeo) y genéticas (barcoding) para evaluar la contribución de los dispersores a la restauración de campos de cultivo abandonados. Instalamos atractores como puntos de agua y perchas artificiales para atraer las aves a las parcelas abandonadas, y también proporcionamos microhábitats y previnimos la herbivoría para incrementar el posible reclutamiento de plántulas. Las estructuras utilizadas incrementaron la llegada de semillas a las áreas de estudio, pero no hubo establecimiento de plántulas. Nuestro estudio señaló la importancia de combinar diferentes técnicas, incluyendo las moleculares, para caracterizar y evaluar el papel de las aves como dispersoras de semillas. En el último capítulo investigamos el impacto de la abeja melífera en las redes de polinización bajo un grado variable de uso del suelo e intensificación apícola. Realizamos muestreos de campo para construir redes de polinización, y analizamos los usos del suelo mediante sistemas de información geográfica y determinamos la carga de patógenos en las abejas mediante la amplificación por PCR de regiones diana del ADN de microsporidios (Nosema apis y Nosema ceranae). Los resultados revelaron un impacto bajo del uso del suelo en las redes de polinización, y corroboraron el impacto de la abeja melífera en las abejas silvestres también en ecosistemas semiáridos al promover la dispersión de patógenos en el paisaje.