Gradientes climáticos modelan la diversidad genética en especies leñosas de amplia distribución: el caso de Nothofagus pumilio en los Andes del sur

Abstract

Los gradientes climáticos modelan la diversidad genética en especies leñosas de amplia distribución: este es el caso del Nothofagus ampliamente distribuido en los Andes del sur. Las especies de amplia distribución son un excelente modelo para analizar las respuestas adaptativas a distintos hábitats. Se estudió la variación genética en Nothofagus pumilio que habita bosques de montaña y altas latitudes, a lo largo de diferentes gradientes climáticos en Patagonia. Los resultados obtenidos muestran una fuerte relación entre el clima y los diferentes gradientes ambientales; y cómo éstos afectan a la variación genética de N. pumilio. Las variables bioclimáticas más influyentes están relacionadas a las precipitaciones de verano y temperaturas de invierno, siendo la tendencia general de mayor diversidad genética a mayores precipitaciones y temperaturas moderadas. Esto demuestra que la distribución espacial de la diversidad genética de esta especie no ocurre aleatoriamente, sino que los patrones de estructuración responden a modelos climáticos complejos. Comprender cómo la adaptación genética y/o los factores ambientales influyen sobre el rango de distribución de las especies resulta esencial para evaluar su supervivencia a largo plazo. Mientras que algunos genotipos pueden extinguirse localmente bajo distintos escenarios climáticos, otros podrían estar adaptados a condiciones climáticas particulares. Taxones de amplia distribución como N. pumilio han soportado cambios climáticos en el pasado, como los períodos glaciarios, a través de la adaptación y la plasticidad. Resaltamos la importancia de conservar la diversidad genética de las poblaciones, no solamente para la persistencia a largo plazo, sino también para amortiguar los impactos negativos del cambio climático global.

Climatic gradients model genetic diversity in widespread woody trees: the case of the widely distributed Nothofagus in the southern Andes. Widespread forest species are well suited to be the subject of studies combining adaptive responses to distinct habitats. We studied the genetic diversity of the wide-ranging Nothofagus pumilio that inhabits high-elevation and high-latitude forests, along different environmental gradients in Patagonia. The results of this study show a strong relationship between climate and the different environmental gradients; which in turn affect the genetic variation of N. pumilio. The most influential variables were related to summer precipitations and winter temperatures, where greater genetic diversity was associated to higher precipitations and milder temperatures. This demonstrates that the genetic diversity of this species is not randomly distributed in space, but it is structured according to complex climatic models. To understand how genetic adaptation and/or environmental aspects influence species’ distribution ranges is crucial to evaluate their potential for long term survival. While some genotypes may become locally extinct under different climatic settings, others might be locally adapted to particular climatic conditions, which may allow them to endure such changes. Widespread taxa as N. pumilio has undergone past environmental changes, such as those that occurred during glacial periods, through adaptation and plasticity. We highlight the importance of conserving genetic diversity of populations, not only to ensure the long-term persistence, but also to mitigate the negative impacts of global climate change.