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Adaptación de las poblaciones vegetales durante las expansiones del área de distribución: efecto sobre las características de historia de vida y la variabilidad genética
El análisis y la predicción del impacto del cambio global sobre la biodiversidad raramente incorpora los efectos del cambio evolutivo y de la historia demográfica de las especies y sus poblaciones, a pesar de la evidencia creciente del impacto de dichos procesos sobre la distribución de las especies, la composición de las comunidades y los servicios ecosistémicos. Por lo tanto, la capacidad predictiva de los modelos ecológicos actuales para la toma de decisiones es muy limitada.
El dilema planteado para los organismos frente a las tendencias actuales de cambio global (climático) es simple: (i) adaptarse a las nuevas condiciones y/o (ii) desplazarse hacia entornos favorables. Aunque adaptarse o migrar se presentan a menudo como mecanismos alternativos, ambos interactúan de manera compleja.
En primer lugar, la selección natural actúa sobre fenotipos complejos e integrados, de manera que las predicciones evolutivas para los rasgos a nivel individual pueden variar dependiendo de la presión de selección diferencial y las correlaciones fenotípicas y genotípicas entre caracteres. En segundo lugar, las expansiones suelen ir asociadas a la aparición de nuevas presiones de selección que, según las dinámicas demográficas concretas de la especie, pueden afectar de manera compleja y desconocida a características vitales esenciales para la persistencia a largo plazo. En tercer lugar, los procesos demográficos asociados a los procesos de expansión pueden conducir a limitaciones adicionales del potencial evolutivo de las especies y sus poblaciones. En particular, los repetidos y fuertes cuellos de botella durante las expansiones pueden reducir el potencial adaptativo y el valor selectivo en las poblaciones del frente de colonización debido a la disminución de la variabilidad genética y a la acumulación de mutaciones deletéreas (“carga genética de expansión”).
Este proyecto propone investigar los efectos de las expansiones geográficas sobre los rasgos vitales y la variabilidad genética (capacidad adaptativa) usando dos especies vegetales “no-modelo”, Leontodon taraxacoides y Mercurialis annua, a lo largo de rutas de expansión postglacial. Nuestra aproximación incluye: 1) determinar la base genética de la variabilidad fenotípica para características vitales esenciales (dispersión, esfuerzo reproductivo, fenología y respuesta a la herbivoria), y su correlación, mediante experimentos en ambiente común; 2) caracterizar las huellas de expansión demográfica en genes y redes génicas asociadas a caracteres adaptivos clave, en particular la acumulación de mutaciones deletéreas en los frentes de expansión; 3) analizar la asociación entre genes y redes génicas con los caracteres adaptativos medidos en ambiente común para tener una conocimiento preliminar sobre la base y arquitectura molecular de dichos caracteres en un contexto de expansión.
Esto nos permitirá comprobar las teorías actuales sobre las consecuencias evolutivas de las expansiones de rango geográfico, tanto a nivel fenotípico como molecular, identificar genes y caracteres asociados con la colonización de nuevos ambientes, y evaluar el potencial evolutivo de las poblaciones en expansión para adaptarse en el futuro.
