Diaspore syndromes in longdistance dispersal across oceanic islands: evidence from floristic and genomic analyses

Abstract

La dispersión es una fase esencial en el ciclo de vida de las plantas, pues permite que estos organismos sésiles amplíen su distribución, colonicen nuevos territorios y que poblaciones alejadas se mantengan conectadas mediante el intercambio de diásporas (unidad de dispersión) (Howe & Smallwood, 1982; Nathan & MullerLandau, 2000). Para favorecer su dispersión, muchas plantas han desarrollado estructuras especializadas en ciertos vectores de dispersión (responsables del transporte de diásporas), como por ejemplo, alas que favorecen la dispersión por viento, ganchos para favorecer la adhesión al pelo o plumas de animales vertebrados y tejidos corchosos que permiten la flotación de las diásporas. El conjunto de estructuras especializadas de las diásporas se denomina síndrome de dispersión (van der Pijl, 1982). La colonización de islas oceánicas, territorios aislados desde su emergencia sin vida desde el fondo marino, ha intrigado a científicos durante siglos. Tradicionalmente se respondía a la pregunta de cómo las plantas llegan a las islas haciendo valoraciones especulativas sobre el modo de dispersión según el tipo de síndrome de la diáspora en cuestión (Darwin, 1859; Ridley, 1930; Carlquist, 1967; Porter, 1976; Bramwell, 1985), interpretación que no podía ser contrastada pues es prácticamente imposible recopilar datos observacionales sobre este fenómeno. Además, los procesos de dispersión a larga distancia, necesarios para sobrepasar la barrera que impone el mar y poder colonizar las islas, son procesos complejos, difíciles de estudiar y en cierto grado estocásticos (Higgins et al., 2003; Nathan et al., 2008; Nogales et al., 2012). Para llegar a comprender estos procesos de dispersión a larga distancia es necesario un cambio de perspectiva, dejando a un lado la cuestión de cómo llegan las plantas a las islas y estudiando los factores que pueden estar implicados en estos procesos; es decir, empleando aproximaciones más objetivas que permitan formular hipótesis contrastables mediante el método científico (Gillespie et al., 2012; Vargas et al., 2012). Una de estas aproximaciones consiste en el estudio de los síndromes de dispersión a larga distancia, aquellos asociados con vectores que pueden transportar las diásporas a grandes distancias, como el viento (síndrome anemócoro), el mar (síndrome talasócoro) y los animales (síndromes endoy epizoócoros) (Vargas et al., 2012). En concreto, esta aproximación ha sido empleada repetidas veces para evaluar el papel de los síndromes de dispersión en la dispersión de especies de distintos archipiélagos oceánicos (Vargas et al., 2014; Heleno & Vargas, 2015). La dispersión a larga distancia es un proceso especialmente importante en territorios fragmentados, ya que el intercambio de diásporas entre poblaciones distantes de plantas evita que estas poblaciones desaparezcan debido a un empobrecimiento genético (Bacles et al., 2006). Los archipiélagos oceánicos pueden considerarse como un territorio naturalmente fragmentado y, por tanto, la dispersión de semillas entre islas es un proceso importante para el mantenimiento de la flora insular. Por esta razón y para estudiar los procesos de dispersión entre islas, hemos elegido los archipiélagos oceánicos como escenario de los estudios desarrollados en la presente tesis. En concreto, nuestro interés se ha centrado en el papel de los síndromes de dispersión en los procesos de dispersión de plantas entre islas. Estudios previos han mostrado que plantas de frutos carnosos (endozoócoras) han tenido ciertas ventajas a la hora de colonizar un mayor número de islas y de mantener un elevado flujo génico entre poblaciones de distintas islas, lo que sugiere una alta capacidad de dispersión de estas especies (GarcíaVerdugo et al., 2014; Heleno & Vargas, 2015). Además, también se han observado distribuciones amplias en especies especializadas a dispersarse por mar (talasócoras) dentro de archipiélagos oceánicos (Vargas et al., 2014), así como altas tasas de flujo génico entre islas, todo ello como consecuencia de una probablemente alta capacidad de dispersión por el mar de estas plantas (Hanaoka et al., 2014; Setsuko et al., 2017; Gallaher et al., 2017). Sin embargo, un estudio más detallado, en más archipiélagos, con una metodología explícita y común, y aproximando el problema de manera interdisciplinar, es todavía necesario para extraer conclusiones respecto al papel de los síndromes de dispersión en la dispersión entre islas.