Distribución potencial y evolución de cuatro endemismos ibéricos de Gypsophila (Caryophyllaceae) en función de los cambios climáticos

Resumen

Objetivos, Localización y Especies Estudiadas: El género Gypsophila incluye un conjunto de plantas de gran interés biogeográfico, ecológico, evolulivo y bioquímico. En la Península Ibérica se han descrito ocho especies (López González, 1990), con un total de nueve táxones subespecíficos, de los cuáles cinco son endémicos de ese territorio: G. montserratii Fernández Casas, G. struthium subsp strutihum L., G. struthium subsp hispanica (Willk.) G. López, G. bermejoi G. López, G. tomentosa L.. Los cuatro últimos táxones ocupan sustratos yesíferos que determinan su comportamiento ecológico. Es en ellos en los que se centra esta investigación. El objetivo de este trabajo es el estudio de los nichos climáticos del conjunto de táxones elegidos, su influencia en las distribuciones potenciales y el efecto de los cambios climáticos del pasado y del futuro en estas distribuciones y en los procesos evolutivos. Métodos: Nuestro trabajo se basa en la modelización de nichos ecológicos por comparación de las distribuciones actuales de estas plantas con una serie de variables climáticas. Se utilizaron variables bioclimáticas procedentes de Worldclim. Posteriormente, se han proyectado los nichos modelizados al espacio geográfico de esas variables (la Península ibérica), tanto en clima actual como en otros momentos climáticos mediante modelos de distribución de especies (Maxent). Esta herramienta nos ha permitido estudiar los cambios en la distribución potencial de estos táxones en tres momentos diferentes: el Último Máximo Glacial (Last Glacial Maximum, LGM), el Holoceno Medio (Mid Holocene, MH) y el presente. El desplazamiento de nicho entre estos táxones fue evaluado utilizando modelos de nicho ecológico y técnicas de ordenación, adoptando el método de solapamiento de nicho para estimar la similitud y la equivalencia de los nichos ecológicos. Para el caso de G. bermejoi, se propone un método para estimar su posibles centros de formación. Este método se basa en la observación, descrita en varios trabajos, relativa a las diferencias de distribución de diploides y poliploides de una determinada especie, siendo estos últimos más frecuentes en ambientes más extremos. Su estrecho nicho climático y carácter de endemismo, podrían hacer a esta especie especialmente vulnerable frente al cambio climático. Para estudiar la distribución potencial de este taxon bajo cuatro escenarios diferentes de cambio climático, hemos utilizado MaxEnt, señalando cambios relevantes en su distribución potencial, posibilitando así la es6mación de posibles áreas de refugio futuras. Resultados: Se refleja una posible represión de la especiación de G. bermejoi por parte de factores climá6cos. Durante el LGM ciertos factores bioclimáticos pudieron posiblemente reprimir el establecimiento de poblaciones estables de este híbrido. Esto pudo ocurrir debido a las significativas diferencias entre el nicho climático de esta especie con respecto a sus parentales, que pudieron medrar durante el LGM mientras que ella no pudo hacerlo. En consecuencia, defendemos un origen reciente (post glacial) de las actuales poblaciones de G. bermejoi. También hemos localizado varios centros de formación para esta especie que son coherentes con la distribución observada en la actualidad. Nuestros resultados indican que el desplazamiento de nicho puede ocurrir a diferentes escalas temporales. En el caso de G. bermejoi, la especiación puede haber producido un desplazamiento de nicho significativo en una o dos generaciones. En contraste, G. struthium subsp. struthium y G. struthium subsp. hispanica parecen haber experimentado un proceso más gradual. Ambos procesos serían relativamente recientes habrían estado fuertemente influenciados por el cambio climático a finales del LGM. En el caso de estas dos últimas subespecies, los modelos climáticos apuntan a un carácter más ancestral de de G. struthium subsp. struthium con respecto al de G. struthium subsp. hispanica. Nuestros modelos sugieren que las poblaciones de G. struthium que vivían en el valle del Ebro durante el LGM fueron muy semejantes a la actual G. struthium subsp. struthium. Pensamos que fueron sobre todo diferencias climáticas propiciadas por barreras geográficas las que favorecieron su diferenciación genética hacia G. struthium subsp. hispanica tras el LGM. Asimismo, las distribuciones potenciales obtenidas con MaxEnt para G. bermejoi, indican que estas variarían significativamente bajo algunos escenarios de cambio climático. Esto podría hacer que las áreas potenciales climáticas no se solaparan, o lo hicieran en menor medida, con los suelos idóneos para esta planta. Conclusiones Principales: Todos estos resultados indican un papel crucial de las oscilaciones climáticas cuaternarias en los cambios de distribución potencial y en la evolución de los táxones ibéricos de Gypsophila. Durante los últimos 25.000 años los factores climáticos han reprimido o favorecido la formación de una especie híbrida, podrían haber determinado sus centros de formación y, además, favorecido la diferenciación genética y los desplazamientos de nicho en táxones hermanos. Creemos que el actual cambio climático puede tener efectos especialmente significativos en las plantas endémicas en suelos especiales. Los cambios en las áreas potenciales climáticas podrían no coincidir con las zonas de idoneidad edáfica, o hacerlo en menor medida. No obstante, debe estudiarse cada caso particular debido a las singulares adaptaciones que muestran estas plantas.