Los árboles nativos pioneros -que tienen la capacidad de colonizar ambientes degradados en razón de su alta capacidad reproductiva y su rápido crecimiento, entre otras características- han sido priorizados en programas de restauración de bosques tropicales deforestados.
Sucede que dichos árboles facilitan la transición entre la tierra deforestada y el bosque en recomposición, al estabilizar el terreno y mejorar la conectividad entre los fragmentos forestales restantes, aparte de aumentar la permeabilidad del suelo y contribuir para el comienzo del montaje de redes de polinizadores y dispersores de semillas de plantas, según apuntan expertos del área.
Pese a la importancia ecológica de estas especies pioneras, poco se sabe acerca de cómo mantienen la diversidad genética en las poblaciones naturales y el flujo genético entre fragmentos forestales alejados unos de otros, por ejemplo, según pondera Rodolfo Jaffé, investigador del Instituto Tecnológico Vale (ITV), en Brasil.
"Es fundamental tener conocimiento de la genética de esas especies para lograr una restauración más eficiente o la recuperación de funciones ecosistémicas claves a corto o mediano plazo. Por supuesto que esos ecosistemas recuperados por medio de especies nativas pioneras de árboles nunca serán iguales a los originales. Pero la idea consiste en llegar lo más cerca posible", afirmó Jaffé.
El investigador, en colaboración con colegas de la University of Texas en Austin, Estados Unidos, estudió los patrones de diversidad y diferenciación genética de la especie de árbol nativa pionera Miconia affinis, que existe en la región del Canal de Panamá, en América Central.
"La región del Canal de Panamá, que es un hotspot de biodiversidad global, perdió alrededor del 30% de sus bosques en los últimos 50 años debido al avance de la producción agropecuaria, y esto ha resultado en una fuerte erosión y en una acumulación muy grande de sedimentos en los arroyos y canales, con una influencia negativa sobre toda la cuenca y sobre el sistema hídrico de la zona", afirmó Jaffé.
"Por eso el gobierno de ese país tiene interés en recuperar las áreas deforestadas, para disminuir la erosión y la acumulación de sedimentos en el Canal, y las especies de árboles nativas pioneras presentes en la región serían buenas candidatas para su empleo en programas de restauración", explicó.
Con el objetivo de evaluar si áreas deforestadas constituyen una barrera para las poblaciones de esa especie de árbol que mide entre tres y seis metros de altura y está ampliamente distribuida en la región neotropical (que va desde México hasta Brasil), los investigadores recolectaron hojas de alrededor de 30 árboles durante el período de inflorescencia e infrutescencia de 11 poblaciones distintas distribuidas por la región del Canal de Panamá.
Luego extrajeron el ADN de las hojas y utilizaron marcadores moleculares microsatélites, que son pequeñas regiones del ADN que varían de un ejemplar a otro, para obtener una firma genética (genotipo) de cada uno de ellos.
Mediante mapas de alta resolución de la cobertura forestal y la elevación de la región del Canal de Panamá, junto a herramientas de genética de paisajes, evaluaron la influencia de factores tales como la distancia geográfica, la altura y el desmonte sobre la estructura y la diversidad genética de esas poblaciones de árboles.
Los resultados de los análisis estadísticos indicaron que la diferenciación genética de esa especie de árbol, que generalmente coloniza claros, riberas y laderas expuestas, aumentó significativamente de acuerdo con la altitud y la distancia geográfica existente entre las poblaciones.
"Esto quiere decir que, cuanto más apartadas, más diferenciadas genéticamente son las poblaciones de esa especie, y cuanto más cercanas, más parecidas son genéticamente. Este patrón, denominado aislamiento por distancia, es esperable para la mayoría de las poblaciones de plantas", afirmó Jaffé.
Los análisis también indicaron que la especie Miconia affinis presenta niveles más elevados de diversidad genética intrapoblacional y menores niveles entre poblaciones que muchas especies de plantas pioneras.
"Este alto nivel de diversidad genética y bajo nivel de diferenciación genética entre las poblaciones de la especie obedece probablemente a la propensión de las especies a colonizar paisajes recientemente deforestados, lo que lleva a un aumento de la conectividad entre las poblaciones de toda la región", estiman los investigadores.
Los investigadores también constataron que la elevación tiene un influjo sobre la diferenciación genética en poblaciones de estos árboles. Las poblaciones de la especie localizadas en puntos más altos, genéticamente estaban más diferenciadas que aquéllas situadas en lugares más bajos, independientemente de la distancia que las separasen.
"Una de las razones de ello consiste en que la temperatura más baja y las mayores precipitaciones de los lugares más altos, en comparación con las áreas de baja altura, pueden afectar el trabajo de los polinizadores y de los dispersores de semillas de esta especie", explicó el investigador.
La especie Miconia affinis es visitada por una gran diversidad de abejas sociales y solitarias, y las semillas de sus frutos son dispersadas por una variedad de especies de pájaros, murciélagos y monos.
La temperatura más baja y las mayores precipitaciones de los sitios más elevados pueden tener efectos sobre las condiciones de vuelo de los insectos y llevar a una disminución de la abundancia de polinizadores en esas áreas. La temperatura y las precipitaciones también hacen que la floración de las plantas se concrete antes que la que ocurre en lugares de más bajas altitudes.
"Esto hace que los polinizadores permanezcan únicamente en el lugar donde ocurre la floración primero, y que no visiten las poblaciones de plantas ubicadas en locales más bajos, donde aún no hay flores. Y esta diferencia en la fenología [la floración de las plantas] puede influir sobre sus estructuras genéticas", afirmó.
Los investigadores no encontraron evidencias del efecto del desmonte sobre la diferenciación genética de poblaciones de esta especie.
Una de las hipótesis que plantean indica que la alta capacidad de dispersión y colonización de estos árboles promueve el flujo de genes de los mismos por toda la región del Canal de Panamá, independientemente de la cobertura forestal.
"Las poblaciones de esta especie logran mantener un flujo genético incluso a través de áreas deforestadas. Los polinizadores y los dispersores de semillas logran visitar a los árboles, atravesar áreas deforestadas y polinizar plantas de poblaciones situadas en otros lugares".
Los investigadores también observaron que esta especie, que vive en promedio 64,3 años y genera semillas por primera vez en seis años, es capaz de mantener una alta diversidad genética, independientemente de la cantidad de bosque que la circunde.
"Este conjunto de características hace de la especie Miconia affinis una excelente candidata para su uso en programas de reforestación", dijo Jaffé.
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Journal
PLoS ONE