Estructura genética espacial en paisajes fragmentados: un estudio en poblaciones naturales de curupay (Leguminosae: anadenanthera colubrina var. cebil)

Abstract

En poblaciones naturales los patrones espaciales de distribución de la diversidad genética son el resultado de la acción de diversos procesos que operan en el complejo espacio-tiempo. Bajo aislamiento por distancia, la variación genética entre individuos presenta una correlación negativa con la distancia espacial que los separa. Por ello, la estructura genética espacial a escala fina (EGEF) queda definida por la distribución no aleatoria de genotipos en el espacio, la cual en general se encuentra asociada a la formación de estructuras familiares producto de dispersión alélica restringida.Los paisajes fragmentados del Sur de Misiones, proveen un marco apropiado para desarrollar estudios de la estructura genética espacial de las poblaciones arbóreas que lo habitan, lo cual en conjunto con las características de distribución de la especie forestal nativa Anadenanthera colubrina var. cebil (Leguminosae), permitió la búsqueda de respuesta a las siguientes preguntas: ¿Se refleja la fragmentación del paisaje del Sur de Misiones en la estructuración genética de un fragmento poblacional de esta especie? ¿Existen diferencias en la estructuración genética poblacional entre estadios? ¿Es posible detectar evidencias genéticas de cambios demográficos recientes en un fragmento poblacional de A. colubrina var. cebil? Mientras que la hipótesis de trabajo establece que el fragmento poblacional estudiado presenta estructura genética espacial. Siendo el objetivo general, evaluar la estructura genética espacial en un fragmento poblacional de A. colubrina var. cebil en paisajes fragmentados del Sur de Misiones. Se analizó un fragmento de bosque de ~20ha en la reserva Campo San Juan. Se trazaron cuatro transectas paralelas, a lo largo de las cuales se colectaron hojas jóvenes de 60 adultos y 59 renovales. Se genotipificó la totalidad de individuos mediante ocho loci microsatélites nucleares específicos aplicando un sistema de tres cebadores. Se caracterizó la diversidad genética y se determinaron las diferencias entre la estructura genética poblacional de adultos y renovales. Para caracterizar los patrones de intercambio alélico en la población, se determinó la EGEF, el tamaño de vecindario, las escalas espaciales de la dispersión alélica y la estructura familiar. Por su parte, para responder si existen evidencias genéticas de cambios demográficos recientes, se identificó la ocurrencia de posibles variaciones en el tamaño poblacional que pudieran haber influido sobre la estructura genética espacial en el fragmento poblacional estudiado.Se detectó una elevada diversidad genética, riqueza alélica y elevada proporción de alelos a baja frecuencia mantenidos por los niveles de flujo génico mediado por polen dentro del fragmento poblacional estudiado. A pesar de la elevada diversidad genética, se detectaron elevados niveles de endogamia en ambos estadios (FIS = 0,40 y 0,34), los cuales serían consecuencia de un sistema de apareamiento mixto en A. colubrina var. cebil, que incluiría fecundación cruzada entre individuos emparentados y una proporción significativa de autofecundación en el fragmento poblacional estudiado. La distribución espacial de la variación genética queda explicada por la presencia de clusters genéticos diferenciados en ambas cohortes, como consecuencia de apareamiento por proximidad, en tanto que la estructura genética y la diferenciación alélica más elevadas en renovales (FST = 0,14; D de Jost = 0,70) que en adultos (FST = 0,06; D de Jost = 0,31), estarían determinadas por dispersión alélica restringida mediada por semillas, la cual genera una distribución espacial agrupada de los renovales y una fuerte estructura familiar en el fragmento poblacional.La EGEF detectada (Sp ˜ 0,01) fue consecuencia de niveles restringidos de flujo génico efectivo, un sistema de fecundación mixto con alta frecuencia de autopolinización, una limitada movilidad de los propágulos, una baja densidad de árboles donantes de semilla y el establecimiento de plántulas que comparten progenitores, agrupadas en el espacio en el fragmento estudiado. Se delimitó un tamaño de vecindario explicado por una baja densidad de adultos (Nb = 108-138) con una dispersión alélica restringida (σg = 5-17m) y un bajo solapamiento de las áreas de dispersión. Esto definió una estructura familiar en la cual los renovales implicados en relaciones de hermanos completos o medio-hermanos se distribuyeron de forma agrupada en el espacio. En relación a la detección de eventos demográficos, la población estudiada no evidenció cuellos de botella recientes, sino más bien indicios de una expansión poblacional que se remontaría al Pleistoceno tardío, hace aproximadamente 18.000 años atrás.