Patrones filogenéticos y biogeográficos de taxa arbóreos en los bosques templados del hemisferio sur

Abstract

Estudiar el proceso de configuración de ensambles ecológicos permite analizar el efecto de procesos históricos sobre las características de las comunidades. Esto puede lograrse integrando patrones de distribución de especies con la reconstrucción de las relaciones filogenéticas entre los taxa de un determinado ensamble. De esta forma, el análisis de índices de diversidad filogenética y otros indicadores asociados constituyen un paso crucial en la integración de la dimensión evolutiva en el estudio de la biodiversidad. Un sistema idóneo para hacerlo son los bosques templados del hemisferio sur, que concentran los niveles más altos de diversidad de taxa arbóreos y presentan particularidades que los diferencian los bosques del hemisferio norte, lo que usualmente se atribuye a su origen gondwánico, omitiendo la importancia de eventos biogeológicos del Cenozoico en el estudio de los patrones de biodiversidad. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo es analizar y comparar el efecto de eventos históricos en los patrones de diversidad filogenética de los bosques templados del hemisferio sur. Para cumplir estos objetivos se realizó una revisión taxonómica de las especies arbóreas en las áreas de estudio, en bosques presentes en Australia, Nueva Zelanda y Sudamérica. Se utilizaron georreferencias y secuencias genéticas de bases de datos abiertas para generar mapas y reconstrucciones filogenéticas con los genes rbcL y matK, obteniendo un árbol filogenético con representantes de 273 géneros. Sobre esta reconstrucción se agregaron nodos correspondientes a las especies de cada uno género, alcanzando una filogenia con 832 especies, la que se utilizó para estimar niveles de riqueza taxonómica, diversidad y dispersión filogenética, un análisis categórico de neo- y paleo- endemismo y análisis de agrupamiento según filodiversidad beta. Se encontró diferencia significativa en los niveles de riqueza y diversidad filogenética entre territorios. Se identificó una tendencia generalizada hacia la hipodispersión, así como al paleoendemismo en Sudamérica y el neoendemismo en los bosques australásicos. Los procesos de diversificación de la segunda mitad del Cenozoico, asociado a eventos geológicos son un factor importante que puede explicar niveles de diversidad filogenética y dispersión filogenética, mientras que el grado de contribución de fuentes externas sería relevante en cuanto a los niveles de endemismo filogenético y las asociaciones entre territorios.

Understanding the configuration process of ecological assemblies allow us to analyze the effect of historical events on the community’s diversity. This can be achieved integrating species distribution patterns with the phylogenetic reconstruction of the community’s taxa. In this way, the analysis of phylogenetic diversity indexes and other associated indicators allows the integration of the evolutionary dimension into the study of biodiversity. An ideal system for this are the temperate forests of the southern hemisphere, which concentrate the highest levels of diversity of woody taxa and have peculiarities that differentiate them from their northern pairs, which is usually attributed to their Gondwanic origin, neglecting the importance of Cenozoic’s biogeological events in the study of biodiversity patterns. The objective of this study is to analyze and compare the effect of historical events on patterns of phylogenetic diversity of the temperate forests of the southern hemisphere. To achieve these goals, a taxonomic review was carried out in the study area, composed by forests in Australia, New Zealand and South America. Georeferences and genetic sequences from open databases were used to generate maps and phylogenetic reconstructions with the rbcL and matK genes. A phylogenetic tree with representatives of 273 genera was obtained, to which branches representing all species in each genus were added, to give a total of 832 species. This tree was used to estimate levels of taxonomic richness, diversity and clustering, and to undertake a categorical analysis of neo- and paleo- endemism and grouping analysis according to beta phylodiversity. Significant differences in levels of richness and phylogenetic diversity were found between territories. Phylogenetic clustering was common in the study area as well as paleoendemism in South American forests and neoendemism in the Australasian forests. Diversifications in the second half of the Cenozoic, associated to geological events are the main factors explaining the levels of phylogenetic diversity and clustering, while differences in the degree of contribution of external sources would be accountable for the levels of phylogenetic endemism and similarity between territories.