Reclutamiento de aextoxicon punctatum (aextoxicaceae) en fragmentos de bosque del parque naciónal fray jorge: integrando historia natural, herramientas moleculares y moelos matemáticos

En las cimas de los cerros costeros de los Altos del Talinay, zona semiárida deChile (30°-32° S), existe un mosaico de fragmentos de bosque valdiviano rodeadospor una matriz de vegetación xerofítica. Estos fragmentos de bosque se encuentranprotegidos por el Sistema Nacional de Áreas Protegidas del E...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Núñez-Avila, Mariela Cecilia
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2010
País:Chile
Idioma:español
inglés
OAI Identifier:oai:repositorio.anid.cl:10533/179990
Acceso en línea:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/
https://hdl.handle.net/10533/179990
Access Level:acceso abierto
Descripción
Sumario:En las cimas de los cerros costeros de los Altos del Talinay, zona semiárida deChile (30°-32° S), existe un mosaico de fragmentos de bosque valdiviano rodeadospor una matriz de vegetación xerofítica. Estos fragmentos de bosque se encuentranprotegidos por el Sistema Nacional de Áreas Protegidas del Estado (SNASPE) en el Parque Nacional Fray Jorge (PNFJ, 30° S), una de las ocho Reservas de laBiosfera de Chile reconocidas por UNESCO. Estos remanentes de antiguos bosques originados bajo un clima más húmedo que el actual, son un experimento natural que nos permite entender las consecuencias de grandes cambios climáticos sobre los sistemas biológicos y de los cambios en las relaciones mutualistas sobrela dinámica de las especies arbóreas en una situación extrema de fragmentación debosques. Los bosques templados costeros de la cordillera de la Costa de Chile, y en particular los de la zona semiárida, son dominados por el árbol Aextoxiconpunctatum (olivillo), único representante de la familia endémica Aextoxicaceae.Aextoxicon es un árbol dioico, cuyas drupas carnosas son consumidas por avesfrugívoras que luego dispersan sus semillas, iniciando así un nuevo ciclo de vida de esta especie arbórea.En los fragmentos de bosques del PNFJ, existen evidencias de una escasezde plántulas de Aextoxicon en parches de menores tamaños (<0.3 ha). La falta deregeneración natural de Aextoxicon podría afectar la permanencia en el largo plazode estos bosques relictos y su biodiversidad. Este estudio evaluó cómo la abundancia, fecundidad y distribución espacial de los individuos reproductivos determinan la dispersión de semillas por aves frugívoras, e influyen en los patrones de regeneración y estructura genética de las poblaciones de Aextoxicon, en fragmentos de bosques con diferente área del PNFJ. Evaluamos hipótesis acerca del efecto de la fragmentación sobre los mecanismosde reclutamiento poblacional, tales como: a) limitación de la lluvia de semillascausada por una baja producción de semillas en cada fragmento; b) limitación en la distancia de dispersión de semillas debido al comportamiento de las avesfrugívoras; y e) limitación en el establecimiento de plántulas debido a factores bióticos y/o abióticos.Se integraron datos de la interacción mutualista entre Aextoxicon y las avesdispersoras de semillas junto con herramientas moleculares para construir un modelo matemático espacialmente explícito que simula a escalas espaciales finas la lluvia de semillas generada por las aves frugívoras. Este modelo se construyó con datos de localización y producción de semillas de cada árbol femenino presente en los fragmentos de estudio, densidad de semillas en cada fragmento y la distribución de probabilidades de dispersión de semillas (Kernel de dispersión). Para construir el Kernel de dispersión se registró la procedencia de las semillas dispersadas por aves frugívoras, identificando los genotipos del ADN extraído desde la endosperma de cada semilla (tejido de origen maternal) y desde las hojasde todas los árboles reproductivos femeninos dentro de cada fragmento. Para la identificación de los genotipos se utilizó marcadores moleculares microsatélites desarrollados para Aextoxicon. En el PNFJ se seleccionaron seis fragmentos de bosque (Fragmento 1 = 0,2 ha; Fragmento 2= 0,21 ha; Fragmento 3= 0,29 ha; Fragmento 4= 0.9 ha; Fragmento 5= 2,4 ha; Fragmento 6= 0,9 ha). En cada fragmento se registró el DAP (diámetro a la altura del pecho) de todos los árboles~ a 5 cm de de Aextoxicon y su ubicación espacial. Los árboles femeninos fueron identificados mediante detección visual de los frutos inmaduros en las copas. Se instalaron trampas de semillas en todos los fragmentos, tanto bajo como entre los árboles femeninos, y se cuantificó su contenido mensualmente. Al finalizar la etapa de dispersión de semillas se instalaron 30 cuadrantes de 0.25 m2 por fragmento, adicionando a cada cuadrante 10 semillas dispersadas de Aextoxicon (N=1800). Después de nueve meses se evaluó la presencia de plántulas en cada cuadrante, que se utilizó como indicador de la capacidad de germinación en cada fragmento. Se evaluaron diez marcadores moleculares Microsatellites desarrollados para Aextoxicon. El polimorfismo fue cuantificado en 68 árboles adultos provenientes de tres poblaciones, representando los extremos y el centro de su rango de distribución geográfico en Chile (30-43 ° S). Sólo nueve marcadores no presentaron desviaciones significativas del Equilibrio de Hardy-Weinberg. Desde 3a 11 aleles por locus fueron detectados, con una heterocigocidad media porpoblación entre 0.69 a 0.72.La dispersión de semillas ocurrió desde fines de Febrero a Junio, siendo elmáximo de dispersión durante el mes de Abril. La densidad de semillas fuesignificativamente diferente entre los fragmentos chicos ( < 0.3 ha) y grandes.A pesar de la adición de semillas en los fragmentos de menor tamaño, estassemillas no lograron llegar al estado de plántulas. Debido a la baja producción de semillas en los fragmentos de menor tamaño, el Kernel de dispersión derivado de los datos moleculares se construyó solo para los fragmentos de mayor tamaño (Fragmentos 4, 5 y 6). Sin embargo seidentificaron los genotipos de todos los árboles femeninos de los seis fragmentosestudiados (N= 157). Se logró identificar el 86, 93 y 84% (Fragmentos 4, 5 y 6respectivamente) de las procedencias de las semillas colectadas en las trampas,usando microsatélites. El Kernel de dispersión construido con datos moleculares fue unimodal y fuertemente leptokurtico para los tres fragmentos. Sin embargo las distancias máximas obtenidas para cada fragmento fueron distintas. La simulación fue parametrizada con datos desde los fragmentos de mayor tamaño (2.4 ha.) y (0.9 ha.). Los resultados de esta tesis muestran una fuerte limitación en la producción de semillas en los fragmentos de menor tamaño. En los fragmentos de mayor tamaño, a pesar de que existe producción de semillas, la dispersión por aves frugívoras está fuertemente sesgada a cortas distancias desde los árbolesfemeninos, desencadenando que una alta proporción de sitios del bosque noreciban semillas en una temporada reproductiva. Entre 78 y 79 % de las celdas de 1m2 dentro de la grilla que cubre toda el área de los fragmentos grandes no reciben semillas, lo que sugiere una fuerte limitación en la dispersión. El flujo génico mediado por aves frugívoras fue entre un 6 y 16 % para los fragmentos de mayor tamaño y de un 30% en los de menor tamaño, mostrando que las aves aportan la flujo génico en un paisaje fragmentado. La localización de las semillas provenientes desde otros fragmentos siempre fue asociada a las hembras reproductivas y a los bordes de los fragmentos, donde el efecto borde podría impedir que estas semillas sobrevivieran. Adicionalmente, posterior al proceso de dispersión, la germinación de semillas implica un nuevo cuello de botella en los estadios iniciales delreclutamiento, que se ve más acentuada en los fragmentos de menor tamaño.Esta fuerte limitación tanto en la dispersión como en la germinación desemillas sugiere que es necesario realizar manipulaciones en la disponibilidad de plántulas para asegurar el reclutamiento de Aextoxicon punctatum en los fragmentos de bosque del PNFJ. Sin embargo, queda como desafío pendienteevaluar los requerimientos ecofisiológicos de las plántulas a introducir para que lleguen a un estado reproductivo y continúe el reclutamiento poblacional.

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