Cambio climático y diversidad florística durante el mioceno en Tierra del Fuego (52-54°s)

Abstract

Durante el Cenozoico (~66 Ma-presente) se han observado importantes variaciones climáticas, con una tendencia global hacia el enfriamiento. Concordantes con estas variaciones, las comunidades vegetales han respondido principalmente a través de cambios en la riqueza y composición de especies; sin embargo, también lo han hecho en la expresión de su fisonomía foliar y su distribución geográfica. Este trabajo busca evaluar cómo respondieron las comunidades vegetales del extremo sur de Sudamérica, especialmente en Tierra del Fuego, a los cambios climáticos del Cenozoico mediante aproximaciones paleobotánicas. Estas incluyen determinaciones taxonómicas basadas en arquitectura foliar y cuticular, reconstrucciones climáticas basadas en fisonomía foliar, análisis de rasgos foliares en taxa emblemáticos a través del tiempo, y reconstrucciones del área ancestral, así como modelamiento y reconstrucción del nicho climático. En primer lugar, estudiamos dos formaciones geológicas del Mioceno Temprano en Tierra del Fuego (Fm. Filaret y Fm. Cullen), documentando la existencia de extensos bosques dominados por Nothofagaceae, junto con otros elementos de origen gondwánico y neotropical, y se documentó la existencia de comunidades azonales dominadas por Myrtaceae, asociadas a ecosistemas costeros. Posteriormente, evaluamos métodos de reconstrucción paleoclimática basada en rasgos foliares, constatando diferencias importantes en las reconstrucciones climáticas según el set de datos de calibración empleado, resaltando la importancia de utilizar conjuntos de datos exclusivamente sudamericanos para reconstruir el clima en tafofloras distribuidas en el continente. Además, el rastreo específico de rasgos en la familia Nothofagaceae reveló cómo la fisonomía foliar ha cambiado a lo largo del tiempo, pasando de formas grandes, alargadas y muy lobuladas en el pasado cálido y húmedo, hacia formas más compactas y pequeñas en la actualidad. Respecto a los cambios en la distribución de las especies, nuestro estudio sobre la familia Atherospermataceae, de origen gondwánico y con un extenso registro fósil en Patagonia y Tierra del Fuego, confirmó que esta familia sigue un patrón evolutivo consistente con la Hipótesis Hacia los Trópicos (HHT). Según esta hipótesis, las poblaciones han cambiado su distribución geográfica rastreando sus condiciones climáticas ancestrales, migrando desde latitudes altas en épocas pasadas hacia latitudes bajas en épocas más recientes.

During the Cenozoic (~66 Ma–present), significant climatic variations have been observed, characterized by a global cooling trend. In line with these climatic changes, plant communities have primarily responded through changes in species richness and composition; however, these changes have also influenced their foliar physiognomy and geographical distribution. This study aims to evaluate how plant communities in the southernmost region of South America, particularly Tierra del Fuego, responded to the Cenozoic climate changes using paleobotanical approaches. These include taxonomic determinations based on leaf architecture and cuticular analysis, climate reconstructions based on foliar physiognomy, analyses of leaf traits in emblematic taxa through time, ancestral area reconstructions, and climatic niche modeling and reconstruction. Firstly, we studied two early Miocene geological formations in Tierra del Fuego (Filaret and Cullen formations), documenting the existence of extensive forests dominated by Nothofagaceae alongside other elements of Gondwanan and Neotropical origin. Additionally, we recorded the presence of azonal communities dominated by Myrtaceae associated with coastal ecosystems. Our evaluation of leaf traits revealed significant differences in climatic reconstructions depending on the calibration dataset employed, highlighting the importance of using exclusively South American datasets for reconstructing paleoclimate in fossil floras distributed across the continent. Furthermore, tracking specific traits within the Nothofagaceae family showed how leaf physiognomy changed over time, transitioning from large, elongated, and highly lobed forms during warm and humid past climates to smaller and more compact forms under current climatic conditions. Regarding changes in species distribution, our study of the family Atherospermataceae, of Gondwanan origin with an extensive fossil record in Patagonia and Tierra del Fuego, confirmed that this family follows an evolutionary pattern consistent with the "Into the Tropics Hypothesis" (HHT). According to this hypothesis, populations have shifted their geographical distribution by tracking ancestral climatic conditions, migrating from high latitudes in the past towards lower latitudes in more recent times.