Ecoflor meeting spain 2015_javier morente lopez
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Este estudio examina la variación genética en rasgos fenológicos como el inicio de la floración entre poblaciones de Silene ciliata que crecen en condiciones óptimas y subóptimas. Los resultados muestran que las poblaciones en condiciones óptimas florecen antes que las poblaciones en condiciones subóptimas en un jardín común, lo que sugiere una posible selección divergente de caracteres fenológicos según las presiones ambientales. Sin embargo, se necesitan más estudios para determinar si esta diferenciación se debe
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- 1. Variación genética en la fenología reproductiva de poblaciones de Silene ciliata bajo diferentes presiones selectivas •Javier Morente López •Carlos Lara-Romero •Raquel Ruiz Checa •José M. Iriondo Alegría •ECOFLOR 2015. ¿Existen procesos adaptativos que afectan a la fenología de la especie?
- 2. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción •Ecosistemas de montaña entre los más amenazados por el cambio climático. •Para muchas spp. “alpinas” las poblaciones de los pastos de alta montaña de la P. Ibérica son el límite meridional de distribución. Hábitats marginales amenazas debido al cambio global. •Alteraciones en el rango geográfico de las especies.
- 3. •La adaptación es una de las principales respuestas de las plantas ante la aparición de nuevas condiciones ambientales. ¿Cuál es el valor en términos adaptativos de las poblaciones que crecen en condiciones subóptimas? –Mejor adaptadas a las condiciones reinantes (Kawecki 2004). –Peor adaptadas (baja diversidad genética, procesos de endogamia, deriva…) (Whitlock 2003 ). ¿Qué tipos de adaptaciones se están dando en las poblaciones bajo condiciones subóptimas? Métodos Resultados DiscusiónIntroducción
- 4. La fenología de las especies se relaciona directamente con las características de su hábitat. Poblaciones intermedias Poblaciones bajas Poblaciones superiores Cambios en las características del hábitat (cambio climático) podrían causar trastornos en la fenologías de las especies. ¿ADAPTACIÓN? Métodos Resultados DiscusiónIntroducción Giménez-Benavides et. al. 2011
- 5. Silene ciliata Pourret • Caméfito de porte almohadillado. • Elemento orófilo circunmediterráneo. • El Sistema Central constituye el límite meridional de distribución de la especie. • Área de ocupación relativamente pequeña. Cierto aislamiento de sus poblaciones. • Rango: 1900m (piornales)-2500 m (pastos psicroxerófilos). –Alta variabilidad poblacional según condiciones. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción
- 6. OBJETIVO: Estudiar si se está dando selección divergente en variables fenológicas en diferentes poblaciones de la especie sujetas a diferentes presiones ambientales. PREGUNTAS: ¿Existe una variación genética entre poblaciones que regula el patrón fenológico? ¿Se pueden estar seleccionando rasgos según las diferentes condiciones ambientales de las poblaciones? Métodos Resultados DiscusiónIntroducción
- 7. GuadarramaGredosBéjar •Poblaciones “óptimas” (altas) •Poblaciones “subóptimas” (bajas) Experimento: Ensayos de jardín común con individuos procedentes de diferentes sierras y de áreas con diferente idoneidad ambiental (“habitat suitability”). La idoneidad ambiental de las diferentes poblaciones se estudio mediante la realización de una modelización de la distribución de frecuencias de las variables ambientales que explican la distribución de la especie (MAXENT). Métodos Resultados DiscusiónIntroducción
- 8. •Recolección de esquejes de plantas madre de cada población seleccionada (mínimo 20 plantas madre). Verano 2013 Experimento: Ensayos de jardín común con esquejes procedentes de diferentes poblaciones “optimas” y “subóptimas”. •Jardín común : Conteo de flores semanal. Medida del tamaño de la planta. Verano 2014. •Crecimiento durante un año en condiciones homogéneas. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción
- 9. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción Variables fenológicas: •Nº total de flores por individuo. •Inicio de floración de la población (i). •Duración del periodo floral (d). •Momento máximo de floración (m). •Sincronía. Días NºFlores d m i Análisis de datos: •Modelos lineares generalizados mixtos (GLMM´s). Factores fijos: elevación (alta/optimo, baja/subóptimo), sierra (Gua, Gre, Bej). Covariable: tamaño de la planta. Factor aleatorio: población (9) •Comparación de modelos por AIC. •Búsqueda de una señal adaptativa
- 10. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción Variable Dependiente Modelos Δ AIC´s Nº total de flores Sierra, Tamaño, Sierra*Tamaño 0 Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Sierra*Tamaño 2,9 Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Tamaño, Elevación*Tamaño, Sierra*Tamaño (total) 4,9 Inicio Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Sierra*Tamaño 0 Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Tamaño, Elevación*Tamaño, Sierra*Tamaño (total) 1,63 Sierra, Tamaño, Sierra*Tamaño 10,56 Momento Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Sierra*Tamaño 0 Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Tamaño, Elevación*Tamaño, Sierra*Tamaño (total) 1,99 Sierra, Tamaño, Sierra*Tamaño 10,02 Duración Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Tamaño, Elevación*Tamaño, Sierra*Tamaño (total) 0 Elevación, Sierra, Elevación*Sierra, Sierra*Tamaño 9,39 Sierra, Tamaño, Sierra*Tamaño 13,53 Sincronía Elevación, Sierra 0 Elevación, Sierra, Elevación*Sierra 7,11 Sierra 5,00
- 11. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción DIAS 0 50 100 150 200 250 Bejar baja Bejar alta DIAS 0 50 100 150 200 250 Gredos baja Gredos alta DIAS 0 50 100 150 200 250 Guadarrama baja Guadarrama alta Inicio Momento Final
- 12. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción El inicio y el momento de floración son mas tempranos en poblaciones altas (optimo) que en las bajas (subóptimo).
- 13. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción Las poblaciones en subóptimo son más sincrónicas que las que se encuentran en óptimo.
- 14. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción Armeria caespitosa (Lara-Romero et. al. 2014) Especie alpina de floración temprana Plantas procedentes de elevación superior (poblaciones en optimo) florecieron antes. Silene ciliata. Especie alpina de floración tardía Plantas procedentes de elevación superior (poblaciones en optimo) florecieron antes. ¿Misma señal adaptativa?
- 15. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción En poblaciones naturales: Poblaciones en “óptimo” → Inicio y momento de floración mas tarde. Poblaciones en “subóptimo” → Inicio y momento de floración antes. En jardín común: Poblaciones en “óptimo” → Inicio y momento de floración antes. Poblaciones en “subóptimo” → Inicio y momento de floración más tarde. ↑ Temperatura ↓ Altitud = Aporte hídrico Pero a menor Tª Alcanzan antes la temperatura de floración
- 16. Métodos Resultados DiscusiónIntroducción ¿Existe una variación genética entre poblaciones que regula el patrón fenológico? Hemos observado que existe un comportamiento diferenciado entre rasgos fenológicos de poblaciones en óptimo y subóptimo ambiental en condiciones de jardín común. ¿Se están seleccionando rasgos según las diferentes condiciones ambientales de las poblaciones? Esta diferenciación podría estar mostrando una selección divergente de caracteres, pero no hay que descartar la posibilidad de que intervengan procesos evolutivos neutrales. Siguientes pasos
- 17. FUTURAS PREGUNTAS QUE NOS HACEMOS: •¿Qué otras variables pueden estar sometidas a procesos de diferenciación genética? (éxito reproductivo, resistencia a la sequía, resistencia a la congelación) •¿La diferenciación genética se debe a procesos de adaptación local? (siembras recíprocas in situ) •¿Hay diferencias genéticas cuantificables entre las poblaciones optimas y subóptimas? (estudios genéticos comparativos) •¿Hay diferencia en la expresión de genes según la población? (transcriptómica) Métodos Resultados DiscusiónIntroducción
- 18. Variación genética en la fenología reproductiva de poblaciones de Silene ciliata bajo diferentes presiones selectivas •Javier Morente López •Carlos Lara-Romero •Raquel Ruiz Checa •José M. Iriondo Alegría •ECOFLOR 2015. ¿Existen procesos adaptativos que afectan a la fenología de la especie?
Notas del editor
- Hola. Me llamo Javier Morente López, vengo de la URJC y voy a exponer un trabajo que hemos realizado durante el año pasado y del que tenemos los primeros análisis preliminares. Este trabajo se enmarca en el proyecto AdAptA que engloba un estudio multidisciplinar encaminado a estudiar procesos adaptativos de poblaciones en límite de distribución de Silene ciliata.
- Para contextualizar un poco nuestro estudio hemos de decir que: En la actualidad existen considerables evidencias sobre el efecto del cambio global en alteraciones del rango geográfico de las especies. Los ecosistemas de alta montaña se encuentran entre los mas amenazados por estos cambios. Cambio de las condiciones, Desplazamiento altitudinal, Perdida de superficie disponible. Al ser el límite meridional de estas especies alpinas los efectos del cambio son incluso más obvios.
- Uno de los factores que se puede estar viendo afectado es la fenología de las especies. En anteriores estudios del equipo hemos observado como la fenología de nuestra especie es diferente según las condiciones en donde ese encuentre la población. ¿Habrá algún tipo de adaptación?
- Aquí os presento la especie con la que trabajamos (conocida por todos). Todas estas características la hacen que sea de gran interés para este estudio. Además disponemos ya de una buena información previa de la especie ya que nuestro equipo lleva varios años estudiándola. (estudios de dispersión, microsatélites diseñados, estudio de diversidad genética entre poblaciones, estudios de éxito reproductivo, su distribución, dispersión, estudios de polinización…)
- Como uno de los primeros pasos del proyecto queremos estudiar si se están dando selección divergente en variables fenológicas en diferentes poblaciones de la especie sujetas a diferentes presiones ambientales.
- Vamos a realizar un ensayo de jardín común con individuos seleccionados……… La selección de poblaciones se realizó basándonos en un modelo de distribución de frecuencias de las variables ambientales explicativas de la distribución de la especie. Hemos caracterizado poblaciones óptimas y subóptimas para la especie.
- Recolección Crecimiento/Homogeneización de condiciones Toma de datos
- Nº Flores: Las variables seleccionadas en el mejor modelo son Sierra y Tamaño. Hay ciertas diferencias en cuanto a en nº de flores por sierra y a mayor tamaño mas número de flores. Al introducirse en el modelo variables relacionadas con la elevación el modelo empeora. El efecto de la elevación sobre el número de flores no parece ser relevante. Inicio y Momento: Estas dos variables parecen comportarse de la misma forma. Elevación, sierra y su interacción parecen ser las variables mas representativas. Al introducir el tamaño y su interacción con la elevación el modelo sigue siendo válido pero empeora, lo que nos hace pensar que las principales variables explicativas son sierra y elevación. Duración: El mejor modelo para esta variable es el total. Si observamos al quitar el tamaño y la interacción tamaño con elevación el modelo empeora considerablemente. Esto hace pensar que la duración se relaciona estrechamente con el tamaño de la planta. Sincronía: Las variables más representativas son Elevación y sierra.
- Como podemos ver en las imágenes las poblaciones altas tienen su floración antes que las bajas al igual que el momento. Este resultado es consistente para las 3 sierras. La duración se comporta de manera diferente en las sierras. Como veíamos en el modelo ha de haber alguna relación importante con el tamaño de la planta.
- Aquí podemos observar como tanto el inicio como el momento aumentan (más tarde)en las poblaciones bajas con respecto a las altas.
- La sincronía se comporta de manera similar. Las poblaciones bajas parecen ser más sincrónicas que las altas.
- Resultados similares se han encontrado en otra especie de alta montaña mediterránea (Armeria caespitosa) por miembros del equipo. Silene ciliata a pesar de ser una planta de floración tardía, comparte el mismo patrón. Estamos ante la pista de una posible señal adaptativa.
- Recapitulando: En poblaciones naturales las poblaciones en óptimo (óptimo) florecen mas tarde y llegan a su pico de floración igualmente mas tarde que las poblaciones en subóptimo (bajas). Al realizarse el experimento de jardín común y homogeneizar las condiciones el patrón se invierte. Hipotetizamos que la temperatura juega un papel fundamental en el control del carácter.
- Con este estudio podemos decir que: Hay comportamiento diferenciado entre poblaciones en óptimo y subóptimo con respecto al rasgo fenológico. Estas diferencias podrían estar mostrando una selección divergente de caracteres aunque hay que seguir trabajando para poder decirlo con seguridad.
- Nuestro proyecto persigue el seguir indagando en estos procesos adaptativos y por ello queremos seguir trabajando en...