Importancia de la dispersión en la invasión de Eschscholzia californica

Abstract

Las invasiones biológicas se definen como la llegada y propagación con éxito de especies a una nueva área de distribución geográfica, siendo una de las principales preocupaciones de la biología de la conservación. Una forma de evaluar este fenómeno es a través de los gradientes altitudinales, los cuales constituyen escenarios apropiados para examinar la resistencia ambiental de las especies invasoras. Además, uno de los factores más relevantes en los procesos de invasión biológica es la dispersión, la cual tiene un papel importante en la propagación de las especies invasoras, ya que, determina la capacidad de la especie para diseminarse a nuevas zonas no invadidas. Conociendo la rápida invasión de Eschscholzia californica en Chile central, esta investigación propone que la dispersión es el factor que favorece la llegada de semillas de esta especie a nuevos lugares en altura en la cordillera de los Andes. Esto se evaluará en las localidades de Farellones y Lagunillas ubicadas en la región Metropolitana. Con esto se buscó determinar la relevancia del proceso de dispersión en la invasión biológica de E. californica en un gradiente altitudinal en las localidades ya mencionadas. Se estimaron los índices de diversidad genética y se relacionaron con patrones altitudinales, grado de diferenciación genética entre diferentes sitios altitudinales y se cuantifico el aislamiento por distancia altitudinal para determinar el efecto del flujo génico en la dispersión en altura. Los resultados de esta investigación han demostrado que no hay una pérdida de diversidad genética y riqueza alélica a medida que se asciende por el gradiente altitudinal en ninguna de las localidades estudiadas. Respecto a la heterocigocidad esperada y observada, índice de endogamia (FIS) y tasa de autofecundación, se encontraron resultados contrastantes entre las localidades estudiadas, se propone que las diferencias en el esfuerzo de muestreo pudieron provocar estos resultados. Por otro lado, al analizar resultados de FST pareados se encontró que entre todas las alturas muestreadas existe una diferenciación significativa entre estas, particularmente a los 1600 y 2300 m.s.n.m. en la localidad de Farellones, y para la localidad de Lagunillas se encontró una alta diferenciación a los 1800 m.s.n.m., se propone que el límite arbóreo y parcialmente la hipótesis de centro-periferia podrían explicar este fenómeno. Los resultados del test de Mantel no mostraron una tendencia significativa en ambas localidades, por lo tanto, los datos sugieren que no hay un equilibrio migración deriva y que la distancia geográfica no se relaciona con la dispersión en esta especie en esta zona. Por último, los resultados de cambios en la frecuencia alélica según la altura nos indica que no hay ningún tipo de tendencia o patrón en cuales los alelos se mueven entre las poblaciones a diferentes alturas, por lo tanto, el efecto fundador estaría cumpliendo un rol importante en el proceso de invasión de E. californica.

Biological invasions are defined as the successful arrival and spread of species to a new geographic range and are one of the main concerns of conservation biology. One way to evaluate this phenomenon is through altitudinal gradients, which constitute appropriate scenarios to examine the environmental resistance of invasive species. In addition, one of the most relevant factors in biological invasion processes is dispersal, which plays an important role in the spread of invasive species, since it determines the ability of the species to spread to new, uninvaded areas. Knowing the rapid invasion of Eschscholzia californica in central Chile, this research proposes that dispersal is the factor that favors the arrival of seeds of this species to new places at high altitude in the Andes. This was evaluated in the localities of Farellones and Lagunillas located in the Metropolitan Region. The aim was to determine the relevance of the dispersal process in the biological invasion of E. californica in an altitudinal gradient in the studied localities, where genetic diversity indices were estimated and related to altitudinal patterns, degree of genetic differentiation between different altitudinal sites and to quantify isolation by altitudinal distance to determine the effect of gene flow in high-altitude dispersal. The results of this research shown that there is no loss of genetic diversity and allelic richness as one ascends the altitudinal gradient in any of the localities studied. Regarding expected and observed heterozygosity, inbreeding index (FIS) and self fertilization rate, contrasting results were found among the studied localities, it is proposed that differences in sampling effort could have caused these results. On the other hand, when analyzing paired FST results, it was found that among all the heights sampled there is a significant differentiation between them, particularly at 1600 and 2300 m.a.s.l. in the locality of Farellones, and for the locality of Lagunillas a high differentiation was found at 1800 m.a.s.l., it is proposed that the arboreal limit and partially the center-periphery hypothesis could explain this phenomenon. The results of the Mantel test indicated that no significant trend was found in both localities, therefore, the data suggest that there is no gene drift migration equilibrium and that geographic distance is not related to dispersal in this species in this area. And, finally, the results of changes in allele frequency according to altitude indicate that there is no trend or pattern in which alleles move between populations at different altitudes, therefore, the founder effect would be playing an important role in the invasion process of E. californica.