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Climate change in guadarrama mountains 2013 jose m iriondo alegria

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Climate change in guadarrama mountains 2013 jose m iriondo alegria

  1. 1. Módulo 2: Diversidad biológica y conservación T.8 Causas de extinción
  2. 2. Calentamiento global a escala planetaria
  3. 3. Escenarios preocupantes para la Península Ibérica European Commission, 2007, ECCP
  4. 4. Sierra de Guadarrama Peñuelas & Boada, 2003, Global Change Biology Cambio climático
  5. 5. Registros históricos Mean air temperature reconstruction through calibration with Chironomid frequence (Granados & Toro, 2000, Journal of Limnology) Cambio climático Days of snow cover during year y = -0,8691x + 1855,1 R 2 = 0,1237 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Year Dayssnowcover Total precipitation during year y = -84,828x + 181762 R 2 = 0,1007 0 5000 10000 15000 20000 25000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Year Totalprecipitation Mean annual temperature y = 0,0395x - 71,954 R 2 = 0,4065 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Year MeanTemps Giménez-Benavides 2006, Ph. D. Thesis
  6. 6.  El cambio climático junto con la modificación de los usos del suelo tradicionales está desplazando los pisos de vegetación inferiores hacia las cumbres (Gimenez-Benavides et al 2007) Cambio climático
  7. 7.  Matorralización de los pastos de alta montaña de la Sierra de Guadarrama. Laguna de los Pájaros Macizo de Peñalara Año 1.956 Año 1.976 Año 2009 Cambio climático
  8. 8. Cambio climático  Respuestas desiguales de las especies frente al cambio global (Pitelka, 1997).  Extinción  Permanencia adaptándose mediante selección o plasticidad (Savolainen et al., 2004; Jump & Peñuelas, 2005; Byars et al., 2007).  Desplazamiento a latitudes o altitudes superiores
  9. 9.  Esencial comprender factores y procesos que marcan los límites de la distribución de las especies (Akçakaya et al., 2006; Araujo & Luoto, 2007; Thuiller et al., 2008).  Algunos factores que condicionan los límites de distribución:  patrón espacial de fragmentos de hábitat compatible y capacidad dispersora de la especie (Opdam & Wascher, 2004; Akçakaya et al., 2004; Wintle et al., 2005)  red de interacciones bióticas y su variación en los fragmentos de hábitat compatible (Araujo & Luoto, 2007)  potencial evolutivo de las poblaciones limítrofes y su capacidad de adaptación local (Savolainen et al., 2004; Byars et al., 2007). Cambio climático
  10. 10. Material de estudio  El pasto psicroxerófilo de alta montaña
  11. 11. Material de estudio  Silene ciliata Pourret  Armeria caespitosa (Gómez Ortega) Boiss. in DC
  12. 12. Actividades y diseño experimental 1. Distribución de especies en las comunidades de pastos de alta montaña en función del rango altitudinal, superficie y grado de aislamiento de los fragmentos.
  13. 13.  Islands in the sky (Hewitt, 2004)
  14. 14. Actividades y diseño experimental 2. Estructura genética y flujo genético de poblaciones de Armeria caespitosa y Silene ciliata para caracterizar la conectividad existente entre fragmentos.  15 poblaciones x 30 individuos/población  8 cebadores SSR nucleares o AFLPs  Cálculo de Fst según Weir & Cockerham (1984)  Empleo de STRUCTURE y BAPS para determinar el número de poblaciones genéticas.
  15. 15. L1 M1 H1 Mountain1 Peñalara Peak 1990 meters 2200 meters 2400 meters L2 M2 H2 Mountain2 Cabeza de Hierro Peak Altitude Silene ciliata
  16. 16. Hypothesis A L1 M1 H1 Mountain1 Peñalara Peak L2 M2 H2 Mountain2 Cabeza de Hierro Peak Silene ciliata
  17. 17. Hypothesis B L1 M1 H1 Mountain1 Peñalara Peak L2 M2 H2 Mountain2 Cabeza de Hierro Peak Silene ciliata
  18. 18. Population Mtain Allele He Fis Low 1 36 0.5 0.31 Medium 1 46 0.55 0.48 High 1 38 0.5 0.59 Low 2 49 0.57 0.51 Medium 2 42 0.53 0.44 High 2 40 0.56 0.47 Presence of null alleles in 4 of the 6 markers. Silene ciliata
  19. 19. Local adaptation and genetic structure L1 M1 H1 Mountain1 Peñalara peak 0.0 9 0.21 0.1 1 L2 M2 H2 Mountain2 Cabeza de Hierro Peak Fst 0.02 Fst:0.04 Fst:0.01 Fst : 0.09 Fst : 0,12 Chapuis & Estoup (2007) Mol.Biol.Evol. FstSilene ciliata
  20. 20. Peñalara Peak Cabeza de Hierro Peak  STRUCTURE analysis: 2 mountains Pritchard et al (2000) Genetics; Evanno et al.(2005) Mol. Eco. ; Excoffier et al. 2010 Mol.Eco.Res. Low Pops Medium Pops High Pops Local adaptation and genetic structure • STRUCTURE analysis: 3 altitudes AMOVA analysis, Among groups 10.31%; p < 0.1 AMOVA analysis, Among groups 3.9%; p-value ns Silene ciliata
  21. 21. Actividades y diseño experimental 3. Caracterización de las redes bipartitas de plantas-polinizadores en dos puntos del rango altitudinal. Vulnerabilidad de la red a la pérdida de elementos o a disrupciones fenológicas debido al cambio global.  Matrices de adyacencia  Distribución de grado  Anidamiento NODF (Almeida-Neto et al., 2008) y WINE (Galeano et al., 2009)  Modularidad (Guimerà & Amaral, 2005) 2256 m 1976 m Olesen J. M. et.al. PNAS 2007;104:19891-19896
  22. 22.  Cytisus oromediterraneus y Adenocarpus hispanicus son arbustos que ascienden y cuentan con una floración muy intensa y sincrónica que solapa con la floración del pasto  ¿Se integran en la red mutualista planta-polinizador alterando su estructura y funcionalidad? Actividades y diseño experimental
  23. 23. • 2 parcelas de 100X60 m x localidad • Contactos: 10 transec. de 60X10 m. • Abund. floral: 10 transec. de 60X1 m. • Abundancia insectos: trampas • Especies de plantas → nivel de especie. • Especies de polinizadores → morfoespecies y agrupados en grupos funcionales. 100m 60m Actividades y diseño experimental
  24. 24. Modularidad: Módulo 1 2 3 4 5 6 Especie de Planta S. brevifolium Euphrasia Silene ciliata S. canndollei Solidago Thymus Hieracium sp. Jasione Senecio Jurinea Ranunculus Rumex Armeria Leucanthemopsis Gagea Biscutella
  25. 25. Actividades y diseño experimental 4. Siembras recíprocas entre poblaciones de Silene ciliata a lo largo de un gradiente altitudinal con semillas obtenidas mediante cruzamientos controlados.  Evaluando adaptación local y depresión endogámica
  26. 26.  4 plantas procedentes de linajes diferentes de cada población  3 tipos de cruzamiento:  Autofecundación  Fec. cruzada dentro de pobl.  Fec. cruzada entre pobl. Actividades y diseño experimental
  27. 27. Resultados  Cruzamientos geitonogámicos y xenogámicos  Siembras recíprocas in situ  Capacidad germinativa ex situ (Giménez-Benavides et al. 2007. Annals of Botany).
  28. 28. L1 M1 H1 Peñalara Peak 1990 meters (Fis: 0.35) 2200 meters (Fis: 0.39) 2400 meters (Fis: 0.47) Altitude Adaptación local y depresión endogámica en Silene ciliata Resultados
  29. 29. Trabajos fin de grado: Proyecto AdAptA  Estudio filogeográfico de Silene ciliata.  Marcadores cloroplásticos  Area de distribución de la especie  Control genético de caracteres que determinan la eficacia biológica en Silene ciliata  Jardín común con poblaciones centrales y marginales  Caracterización genética de Silene ciliata utilizando marcadores microsatélite.  Poblaciones distribuidas por el Sistema Central  Determinación del tamaño efectivo poblacional (Ne)
  30. 30. Trabajos fin de grado: PGR Secure  Diseño y establecimiento de un banco de germoplasma de comunidades vegetales  Estrategia de conservación de parientes silvestres de cultivos (PSC) en España.  Ensayos de jardín común en Lupinus angustifolius para estudiar la adaptación a condiciones de sequía.

Editor's Notes

  • Estos factores podrían resultar cruciales para evaluar las posibilidades de respuesta de la especie ante un escenario de cambio climático.
    Patrón espacial del hábitat y capacidades dispersivas de la especie. El conocimiento de la configuración espacial y de la conectividad entre fragmentos de territorio que poseen condiciones compatibles para el desarrollo de una especie resulta un aspecto esencial para comprender los límites de distribución de una especie (Opdam &amp; Wascher, 2004). Este patrón espacial considerado junto a la distribución de una especie y su capacidad de dispersión determina el elenco de fragmentos de territorio susceptibles de colonización (Pitelka, 1997; Schwartz et al., 2001). Igualmente, este mismo patrón, centrado en los fragmentos de hábitat compatible que contienen poblaciones de una especie, resulta determinante en la configuración de los flujos genéticos entre poblaciones que en última instancia configuran la estructura genética de la especie y su diversidad genética (Freckleton &amp; Watkinson, 2002).
  • Los pastizales o joragales psicroxerófilos de alta montaña mediterránea constituyen la vegetación potencial de las cumbres de la Sierra de Guadarrama por encima de los 2100-2200 m. Está compuesto principalmente por gramíneas duras entre las que destaca Festuca curvifolia, y un importante número de nanocaméfitos almohadillados o pulviniformes, como Silene ciliata, Armeria caespitosa, Minuartia recurva o Jasione crispa subsp. centralis, muchos de ellos endémicos de las montañas ibéricas. Una serie de reliquias alpino-pirenaicas, como Phyteuma hemisphaericum o Agrostis rupestris, enriquecen la composición de especies de estos pastos dotándolos de un valor florístico y biogeográfico destacado. Se diferencian de las comunidades de pastos genuinamente alpinos por presentar un periodo de sequía estival intensa, lo que, unido a la fuerte insolación recibida, confiere a las especies que los habitan caracteres propios de la vegetación xerofítica: cutículas gruesas, colores glaucos, abundancia de especies leñosas, etc. (Rivas-Martínez et al., 1999). Como consecuencia de su singularidad florística y de su reducida superficie, estos ecosistemas están incluidos dentro de la Directiva Habitats de la Unión Europea (Directiva 92/43/CEE). Desde el punto de vista del aprovechamiento, su interés pastoral es bastante alto a pesar de su escasa productividad y su baja palatabilidad y valor nutricional. La razón es que constituyen la única fuente de alimento fresco para el ganado durante el duro verano mediterráneo. Es por ello que se ha venido pastoreando desde hace siglos, tradicionalmente con ovino, pero que está siendo sustituido por bovino de razas autóctonas como la negra avileña (San Miguel, 2001).
  • es un elemento orófito circunmediterráneo distribuido por las principales regiones montañosas de la Península Balcánica, los Apeninos, el Massif Central francés y la parte norte de la Península Ibérica. En esta última, aparece acantonado en las principales áreas montañosas por encima de los 1100 m de altitud (Pirineos, Cordillera Cantábrica, Sistema Ibérico y Sistema Central). Su carácter finícola, su área de ocupación relativamente pequeña y el aislamiento de sus poblaciones han motivado su inclusión en los catálogos autonómicos del País Vasco y Castilla-La Mancha como especie “rara” y “de interés especial” respectivamente. El Sistema Central constituye el límite meridional de distribución de la especie, donde ocupa un amplio rango altitudinal, desde los piornales y enebrales rastreros por encima de los 1900 m, hasta los pastos psicroxerófilos oro y crioromediterráneos hasta los 2500 m.
    Armeria caespitosa (Gómez Ortega) Boiss. in DC es un caméfito enano de porte almohadillado endémico de las montañas del Sistema Central. Habita los macizos montañosos de Gredos Oriental, Guadarrama y Ayllón entre 1500 y 2430m. Hacia el este del puerto del Pico hibrida con otra especie endémica, A. bigerrensis subsp. bigerrensis (Nieto Feliner, 1990). La especie se encuentra en dos microhábitats diferentes: repisas y grietas de afloramientos graníticos y pastos psicroxerófilos de Festuca curvifolia. Se trata de una especie frecuente en ambos ambientes. Sus flores, de color rosa, están agrupadas en cabezuelas cimosas (18.74 ± 8.32 flores por inflorescencia) dispuestas sobre un corto escapo. Cada flor contiene un único óvulo. La unidad de dispersión es el fruto, ya que la semilla permanece encerrada en el cáliz. Para la mayoría de las especies del género se ha descrito un sistema dimórfico de autoincompatibilidad. Las poblaciones se componen de plantas con estigmas papilados y polen reticulado y plantas con estigmas tipo mazorca y polen liso (Baker, 1996). En A. caespitosa las poblaciones se componen de ambos morfos en una proporción 1:1 (García-Camacho, datos inéditos), lo que indica que estamos ante una especie autoincompatible. Las barreras reproductivas entre especies del género son débiles siendo frecuentes los híbridos fértiles (Nieto Feliner 1996,1997; Tauleigne-Gomes 2005, Gutierrez Larena et al. 2002). La hibridación es un mecanismo de especiación en el género que ha sido varias veces citado en la literatura y que tiene como resultado la existencia de complejos reticulados de especies (Nieto Feliner 1996,1997; Fuertes Aguilar et al. 1999a, 1999b).
  • Caracterización del patrón espacial y del tamaño de los fragmentos de alta montaña del Sistema Central que contienen las comunidades de pastos psicroxerófilos.
    Establecimiento de un Sistema de Información Geográfica sobre el que se volcarán capas de información procedente de fotografía aerea, mapas de hábitats y relieve topográfico de la zona de estudio.
    Identificación de los parches correspondientes a las comunidades consideradas y del resto de formaciones que constituye la matriz de estos fragmentos.
    Caracterización de los fragmentos tomando las variables superficie interna y perímetro de cada parche, índice de forma, distancias euclidea y funcional al vecino más próximo, índice de proximidad, índice de cohesión e índice de conectancia (McGarigal &amp; Marks, 1995).
    Búsqueda bibliográfica y a través de la base de datos del portal SIVIM (http://www.sivim.info/sivi/) de los inventarios fitosociológicos realizados en los diferentes parches identificados junto con la visita y realización de inventarios florísticos en cada uno de los fragmentos.
    Clasificación de las especies identificadas en diferentes categorías en función de las adaptaciones disponibles para la dispersión de semillas.
    Modelos con regresiones logísticas para explicar la presencia o ausencia de cada especie en los parches utilizando las variables obtenidas en la caracterización de los fragmentos y la altitud como variables explicativas. Se agruparán las especies con comportamientos similares en cuanto a su distribución en los fragmentos y se tratará de determinar las características estructurales o funcionales relacionadas con la dispersión que podrían explicar dicha distribución.
    Análisis de las propiedades estructurales de la red de fragmentos, grado y distribución de grado (Bascompte y Jordano, 2007) a partir de relaciones de conectividad deducidas a partir del rango estimado de capacidades dispersivas de las especies identificadas.
    Evaluación de la robustez de la red a pérdidas selectivas de fragmentos motivadas por el cambio global modelizando las pérdidas a partir de los valores de superficie y altitud de los fragmentos. La robustez de la red de fragmentos se estimará a través de la generación de modelos nulos en los que se aleatorizará la distribución espacial, el tamaño y la altitud media de los fragmentos (Fortuna et al., 2006).
  • Tanto en Armeria caespitosa como en Silene ciliata se estudiarán 15 poblaciones distribuidas adecuadamente en los fragmentos identificados en la Tarea 1.1. Inicialmente se muestrearán al azar 30 individuos en una población representativa de cada especie y se caracterizarán con 8 cebadores SSR nucleares previamente seleccionados para cada una de las especies que se están optimizando en la actualidad en colaboración con José Gabriel Segarra del grupo Bioflora de la Universidad de Zaragoza y una serie de loci cloroplásticos con marcadores (e.g., HdcpA que amplifica a repeticiones del dinucleótido (AA)n (Garnier et al. 2002), región trnL-F intergenic spacer). Los individuos muestreados se marcarán y serán georreferenciados con un GPS de precisión submétrica con corrección diferencial. Mediante un análisis de rarefacción se tratará de determinar el tamaño muestral óptimo para caracterizar adecuadamente la diversidad genética poblacional en estas especies. Las extracciones de ADN de las muestras se realizarán usando DNeasy Plant mini kit (Quiagen). Este kit de extracción ha sido ya probado en análisis preliminares con resultados satisfactorios. Posteriormente se realizarán las reacciones PCR correspondientes para cada uno de los marcadores seleccionados y se analizarán en la Unidad de Genómica y Proteómica del Parque Científico de Madrid.
    Ánálisis de resultados: Se analizarán separadamente los resultados de los marcadores nucleares y cloroplásticos. Se utilizarán los estadísticos F de Wright (1969) y se calcularán los valores de Fst siguiendo el modelo de Weir &amp; Cockerham (1984). En ambas especies nos encontramos con plantas de dotación diploide en este lugar, lo que facilita el análisis de los resultados (Blackburn 1933; Castroviejo S. &amp; Valdes Bermejo E. 1991, García et al. datos inéditos). Con los marcadores nucleares el análisis de la estructura poblacional se complementará con métodos de agrupamiento bayesianos mediante los cuales se determinarán el número de poblaciones genéticas en los que se agrupan las distintas poblaciones de Armeria caespitosa y Silene ciliata definidas con criterios ecológicos y espaciales. Para estos análisis se empleará la nueva versión del programa STRUCTURE (Pritchard et al. 2000). El número de poblaciones o agrupamientos genéticos se estimará teniendo en cuenta las consideraciones de Evanno et al. (2005). También se empleará el programa BAPS (Corander et al. 2000), que además contempla el efecto de la organización espacial de las poblaciones a la hora de realizar los agrupamientos genéticos.
    Para analizar la estructuración genética espacial a escala fina en las poblaciones con los individuos georreferenciados y con la información de los marcadores SSR, se calculará el coeficiente de coancestry para todos los pares de individuos utilizando el estimador de Loiselle (1995) y a continuación se calcularán los correspondientes autocorrelogramas espaciales. Se calculará el índice Sp de Vekemans &amp; Hardy (2004) a partir de la pendiente de la regresión lineal del autocorrelograma y se utilizará éste para la inferencia de estimadores de dispersión.
  • Zona de estudio: Pastos psicroxerófilos de alta montaña del Sistema Central
    Justificación: Las redes de mutualistas pueden ser vistas como la arquitectura de la biodiversidad de un determinado lugar. La arquitectura de las redes de mutualistas puede tener profundas implicaciones en la robustez, definida como la resistencia de la red a la pérdida de una especie (Bascompte y Jordano, 2007). El estudio comparativo de las redes bipartitas de plantas-polinizadores a lo largo de un gradiente altitudinal aportará información esencial sobre la evolución de la estructura y composición de los polinizadores a medida que nos acercamos al límite inferior de distribución de la comunidad de pastos psicroxerófilos y permitirá analizar las implicaciones de este hecho para la subsistencia de sus especies.
    Métodos y diseño experimental: Durante el período de floración del primer año del proyecto (junio-septiembre) se llevará a cabo una campaña de recolección de insectos visitantes de flores a lo largo del gradiente altitudinal de la comunidad de pastos psicroxerófilos de alta montaña del Sistema Central. Los insectos recogidos serán identificados con la ayuda de claves y la asistencia de entomólogos. Se elaborará un catálogo de los insectos identificados incluyendo fotografías y rasgos distintivos de cada especie. Este estudio preliminar de los insectos junto a los inventarios florísticos realizados en la Tarea 1.1. en el primer año del proyecto permitirá adquirir un conocimiento básico sobre los elementos constitutivos de la red bipartita. La caracterización de las redes se llevará a cabo durante el período de floración del segundo año del proyecto. Se seleccionarán dos fragmentos de comunidad de pastos psicroxerófilos situados en los extremos del gradiente altitudinal, uno en el límite inferior en torno a los 1900m y el otro próximo al límite superior en torno a los 2200m. La caracterización se llevará a cabo en tres momentos del período de floración de la comunidad: a) temprano, a mediados de junio, coincidente con el pico de floración de las especies de floración más temprana (e.g. Armeria caespitosa), b) medio, a finales de julio, coincidente con el pico de floración general de todas las especies de la comunidad y c) tardío, a finales de agosto, coincidente con el pico de floración de las especies de floración más tardía (e.g., Silene ciliata). Para cada momento y lugar de estudio se destinarán 5 días de observaciones con un grupo de cuatro personas que recogerán los datos independientemente. Se obtendrá información sobre cada una de las visitas florales, recogiendo la identidad del insecto visitante y la identidad de la planta visitada.
    Análisis de resultados: Con las tablas de datos con las interacciones registradas para cada lugar y momento se generarán las matrices de adyacencia. Para cada una de estas matrices y para las matrices suma correspondientes a cada lugar se calculará el grado y fuerza para cada especie, la distribución de grado, el anidamiento utilizando la métrica NODF (Almeida-Neto et al., 2008) y la modularidad según el algoritmo de Guimerà &amp; Amaral (2005). Se llevará a cabo una comparación de la riqueza en interacciones únicas entre altitudes mediante un análisis de rarefacción utilizando EcoSim v. 7.1. (Gotelli &amp; Colwell, 2001). Para evaluar la concordancia entre las matrices de interacciones correspondientes a cada altitud se llevará a cabo un análisis generalizado de Procrustes utilizando la herramienta FANTHOM (Jones 2002) implementada en Matlab (Alarcón et al., 2008). Se evaluará la robustez de la red a pérdidas selectivas de plantas o polinizadores motivadas por el cambio global modelizando las pérdidas a partir de las abundancias de las especies observando sus efectos sobre los parámetros arriba indicados.
  • Zona de estudio: Sistema Central
    Especies modelo: Silene ciliata
    Justificación: Los experimentos de siembras recíprocas entre poblaciones permiten detectar la existencia de adaptación local en los primeros estados del ciclo vital cuando la germinación y/o el establecimiento de las plántulas de semillas de la localidad del ensayo resultan ser superiores a la obtenida para semillas procedentes de otras poblaciones.
    Metodología y diseño experimental: El experimento comenzará a partir del cultivo de plantas madre procedentes de tres localidades situadas a diferente altitud. Estas plantas madre ya se encuentran actualmente en cultivo en las instalaciones de la URJC. Se seleccionarán 4 plantas madre de cada altitud y con el mayor número de flores posible. En cada planta la mitad de sus flores se polinizará con polen de la propia planta (cruzamientos geitonogámicos) y la otra mitad con el polen de otra de las plantas madre de la misma altitud formando 2 parejas de cruzamientos xenogámicos. Obtendremos así para cada altitud 4 familias de semillas endogámicas y 2 familias de semillas exogámicas. La unidad experimental estará constituida por 20 semillas endogámicas (5 semillas x 4 familias) y 20 semillas exogámicas (10 semillas x 2 familias). Se utilizarán cuatro réplicas de cada unidad experimental en cada localidad. Las semillas de cada localidad se sembrarán en su propia localidad de origen y en las otras dos localidades con un diseño factorial completo. Una vez realizada la siembra se evaluará cada 30 días germinación, supervivencia, parámetros de crecimiento vegetativo (nº de hojas, altura y diámetro), contenido de agua en el suelo, y en su caso, número de flores, número de inflorescencias, número de frutos y número de semillas. Se llevarán a cabo ensayos experimentales de germinación en cámaras controladas de temperatura e iluminación de semillas de Silene ciliata con material procedente de las mismas localidades y plantas madre.
    Análisis de resultados: Los efectos de las variables independientes sobre las variables respuesta se analizarán mediante modelos lineares generales (GLM).
    Resultados esperados: Cuantificación de la depresión endogámica en poblaciones de límite inferior de distribución de Silene ciliata y comparación con las estimas de depresión endogámica de las altitudes media y superior, mediante la comparación entre poblaciones endogámicas y exogámicas para cada altitud. La comparación de poblaciones exogámicas en su localidad de origen entre altitudes mostrará el grado de adaptabilidad de cada reintroducción a su altitud. La comparación de poblaciones endogámicas en su localidad de origen entre altitudes mostrará la vulnerabilidad a la endogamia en función de la altitud (Vilas et al., 2006). Finalmente, las comparaciones para cada altitud entre poblaciones de diferentes orígenes permitirá comprobar la existencia de adaptación local.
  • Zona de estudio: Sistema Central
    Especies modelo: Silene ciliata
    Justificación: Los experimentos de siembras recíprocas entre poblaciones permiten detectar la existencia de adaptación local en los primeros estados del ciclo vital cuando la germinación y/o el establecimiento de las plántulas de semillas de la localidad del ensayo resultan ser superiores a la obtenida para semillas procedentes de otras poblaciones.
    Metodología y diseño experimental: El experimento comenzará a partir del cultivo de plantas madre procedentes de tres localidades situadas a diferente altitud. Estas plantas madre ya se encuentran actualmente en cultivo en las instalaciones de la URJC. Se seleccionarán 4 plantas madre de cada altitud y con el mayor número de flores posible. En cada planta la mitad de sus flores se polinizará con polen de la propia planta (cruzamientos geitonogámicos) y la otra mitad con el polen de otra de las plantas madre de la misma altitud formando 2 parejas de cruzamientos xenogámicos. Obtendremos así para cada altitud 4 familias de semillas endogámicas y 2 familias de semillas exogámicas. La unidad experimental estará constituida por 20 semillas endogámicas (5 semillas x 4 familias) y 20 semillas exogámicas (10 semillas x 2 familias). Se utilizarán cuatro réplicas de cada unidad experimental en cada localidad. Las semillas de cada localidad se sembrarán en su propia localidad de origen y en las otras dos localidades con un diseño factorial completo. Una vez realizada la siembra se evaluará cada 30 días germinación, supervivencia, parámetros de crecimiento vegetativo (nº de hojas, altura y diámetro), contenido de agua en el suelo, y en su caso, número de flores, número de inflorescencias, número de frutos y número de semillas. Se llevarán a cabo ensayos experimentales de germinación en cámaras controladas de temperatura e iluminación de semillas de Silene ciliata con material procedente de las mismas localidades y plantas madre.
    Análisis de resultados: Los efectos de las variables independientes sobre las variables respuesta se analizarán mediante modelos lineares generales (GLM).
    Resultados esperados: Cuantificación de la depresión endogámica en poblaciones de límite inferior de distribución de Silene ciliata y comparación con las estimas de depresión endogámica de las altitudes media y superior, mediante la comparación entre poblaciones endogámicas y exogámicas para cada altitud. La comparación de poblaciones exogámicas en su localidad de origen entre altitudes mostrará el grado de adaptabilidad de cada reintroducción a su altitud. La comparación de poblaciones endogámicas en su localidad de origen entre altitudes mostrará la vulnerabilidad a la endogamia en función de la altitud (Vilas et al., 2006). Finalmente, las comparaciones para cada altitud entre poblaciones de diferentes orígenes permitirá comprobar la existencia de adaptación local.
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