Proyectos \ Genética y conservación de árboles templados

Área de Investigación: Genética y conservación de árboles templados

Proyecto: Vulnerabilidad de las especies de encinos mexicanos ante escenarios de cambio climático


Responsables:
Dr. Alberto Ken Oyama Nakagawa 1 , Dr. Antonio González Rodríguez 2 , Dr. Hernando Rodríguez Correa 1 .
Grupo de trabajo:
MSc. Yesenia Margarita Vega .

1 Escuela Nacional de Estudios Superiores, Unidad Morelia, Universidad Nacional Autónoma de México
2 Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México

México es considerado uno de los centros de diversidad de especies de encino más representativos del mundo. Dentro del territorio Mexicano se distribuyen alrededor de 161 especies formalmente descritas. De estas, 47 pertenecen a la sección Quercus, mientras que 61 hacen parte de la sección Lobatae. Sumada a la alta diversidad de especies de encinos, el género presenta altos niveles de endemismo. Del total de especies reportadas para México tan solo 20 se comparten con Centroamérica, mientras que 33 se comparten con Norte América. Este nivel tan alto de endemismo (109 especies) representa un patrimonio biológico y genético de suma importancia, considerando el papel clave que juegan las especies del género Quercus en los bosques de México y el Neotrópico, donde estas especies usualmente son elementos dominantes a nivel ecológico formando incluso bosques mono específicos de encino.

Este mismo nivel de diversidad y dominancia de las especies de encino en los bosques de México y el Neotrópico representa una desventaja para el grupo. Su gran variedad de formas y la representatividad de las especies del género en el territorio Mexicano, han favorecido que diferentes presiones antrópicas afecten una cantidad importante de especies. Actividades como la extracción de madera para consumo local y construcción de mobiliario, producción de carbón junto con la expansión de la frontera agrícola han mermado las poblaciones de diferentes especies de encino sin discriminar entre especies de distribuciones amplias, endémicas o con ciclos de vida largos. Sumado a lo anterior, los cambios observados en la dinámica climática a nivel global representan una amenaza latente para la persistencia, tanto de las especies de encino en México como de sus interacciones ecológicas a largo plazo, en particular para aquellas especies con distribuciones restringidas, o bien las más afectadas por los procesos antrópicos de modificación y degradación del hábitat.

Ante esta problemática es fundamental generar un banco de información donde se recopilen datos de origen biológico, ambiental y social, producto de la caracterización del hábitat, servicios ambientales e historia evolutiva de las especies del género Quercus en México. Esta información de base permitirá elaborar planes de manejo, conservación y de igual forma brindará un panorama claro sobre los procesos históricos que han determinado los altos niveles de diversidad de especies de encino en la región desde perspectivas micro y macro evolutivas. Como primera fase para cumplir con este objetivo el Laboratorio Nacional de Análisis y Síntesis Ecológica para la Conservación de los Recursos Genéticos ha planteado la creación de una línea de investigación cuyo propósito sea realizar una caracterización geográfica de las especies del género Quercus en México. De igual forma, una vez definido este mapeo se pretende determinar el impacto del cambio climático en las especies del género a través de la elaboración y análisis de modelos de distribución a partir de información ambiental.

Proyecto: Genética del paisaje de Quercus castanea Née (Fagaceae) en la cuenca de Cuitzeo, Michoacán.


Responsable:
Dr. Antonio González Rodríguez 1 .
Grupo de trabajo:
MSc. Ingrid Lara .

1 Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México

La genética del paisaje es una disciplina que tiene como objetivo proporcionar información sobre la interacción entre las características del paisaje (incluyendo variables ambientales) y los procesos microevolutivos, como el flujo de genes, la deriva génica y la selección. La comprensión de los procesos y patrones de flujo génico y adaptación local requieren un conocimiento detallado de cómo las características del paisaje estructuran las poblaciones. Los encinos (género Quercus: Fagaceae) son árboles o arbustos, polinizados por el viento y con bellotas como frutos característicos. Son elementos dominantes o codominantes en los bosques templados. En la Cuenca de Cuitzeo, Michoacán, los encinares abarcan una superficie de 400 km2  (10% del área de la cuenca) y se encuentran repartidos en más de 1000 fragmentos con diferentes áreas y formas. En esta cuenca existe un gradiente de precipitación, donde la parte norte de la cuenca es más seca y la parte sur más húmeda; siendo el valor mínimo de precipitación anual registrado de 646 mm y el máximo de 1402 mm. La especie de encino con la distribución más amplia en la cuenca es Quercus castanea Née. Las poblaciones de esta especie se encuentran distribuidas a lo largo del gradiente hídrico, desde sitios con precipitación anual de 850 mm hasta sitios con 1200 mm.

Este proyecto tiene como objetivo investigar de qué manera las características del paisaje (variables ambientales) afectan la variabilidad y diferenciación genética neutra y potencialmente adaptativa; así como la variación en atributos fenotípicos funcionales en poblaciones de Quercus castanea en la cuenca de Cuitzeo. Para este propósito, se realizará una descripción del gradiente hídrico presente en la cuenca y se explorará su relación con la variación genética y con variables eco-fisiológicas. La variación genética se analizará con microsatélites neutrales (SSR), microsatélites génicos (EST-SSR) y genes candidatos. La importancia de este estudio radica en que contribuirá con información sobre la cantidad de diversidad genética y su distribución espacial, información que es de utilidad para el diseño de estrategias más eficientes para un aprovechamiento sustentable, que permitan conservar y/o restaurar los bosques de encino junto con los servicios ecosistémicos que proveen.

Proyecto: Genética del paisaje de Salix humboldtiana (Salicaceae) en el Golfo de México: estimación del flujo génico y la variación adaptativa


Responsable:
Dr. Antonio González Rodríguez 1 .
Grupo de trabajo:
MSc. Mariana Hernández Leal .

1 Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México

La genética del paisaje es una rama de la biología evolutiva que estudia la variación neutral y adaptativa a nivel poblacional en un contexto espacial explícito. Esta disciplina integra datos ambientales, métodos estadísticos espaciales y un muestreo a gran escala de la variación genética, examinando la distribución espacial de los alelos en diferentes escalas jerárquicas (individuo, población, metapoblación, etc.) para así poder determinar la relación causal entre las variables ambientales y la variación genética adaptativa, mientras se controla la dependencia espacial entre las muestras. Los bosques de galería o bosques riparios, son comunidades arbóreas que se desarrollan a lo largo de corrientes de agua más o menos permanentes, las cuales mantienen la integridad de los ríos, arroyos y riberas. En dichos ecosistemas el flujo génico se encuentra influenciado por características del paisaje como la elevación, el flujo del cauce y la orografía, las cuales influyen en la conectividad o crean barreras.

El género Salix L., es un componente común en los ecosistemas riparios de las regiones frías y templadas del hemisferio norte. Su propagación en vida silvestre ocurre principalmente de manera sexual por semillas que se dispersan por viento y por agua, y asexualmente por medio de esquejes que se dispersan por los cuerpos de agua. Salix humboldtiana se distribuye de manera natural desde el norte de México hasta el sur de Argentina. En nuestro país, dentro de la vertiente del Golfo se localiza desde el sur de Nuevo León hasta Tabasco, Campeche y Chiapas, mientras que en la vertiente del Pacífico habita desde Durango hasta Oaxaca, en un rango de altitud muy variado siendo en general de los 0 hasta los 2,500 msnm. Al ser una especie con fuerte asociación a ambientes riparios, es sensible a las sequías, así como al frío, ya que las heladas causan daños importantes a los tejidos. Sin embargo, se reporta que es tolerante a la salinidad. El objetivo del proyecto es determinar el efecto de la interacción entre el flujo génico y la selección natural sobre los patrones de variación fenotípica y genética adaptativa en S. humboldtiana a lo largo de un gradiente altitudinal y de salinidad en tres ríos de la parte central de la vertiente del Golfo de México. En el estudio se utilizarán marcadores genéticos tradicionales (microsatélites de núcleo), experimentos de jardín común y técnicas de secuenciación de nueva generación.