Sobre invasiones biológicas y evolución

Raquel Hernández-Espinosa y Jorge González-Astorga

Artículo publicado en el Portal Comunicación Veracruzana el día 01 de diciembre 2021

En la actualidad las invasiones biológicas son una de las principales causas de pérdida de biodiversidad. Las invasiones ocurren cuando los organismos aumentan su rango de distribución, llegando así a lugares donde antes no se encontraban. Una manera de rastrear las rutas de invasión y la historia evolutiva de estas especies es comparando el material genético de poblaciones nativas e invasoras, lo cual nos permite inferir las rutas de migración y el flujo génico efectivo, un ejemplo de ello es lo que pasa con la herbácea de las dunas del Golfo de México: Oenothera drummondii, que en poco tiempo ha invadido las dunas costeras del mundo.

Palabras clave: DNA, dunas costeras, evolución, invasiones biológicas, plantas herbáceas

A lo largo de los años, y por diferentes causas el ser humano ha introducido especies exóticas en sus ambientes, ya sea de forma accidental o premeditadamente. El agua de lastre de los barcos mercantes, por ejemplo, se ha convertido en una forma accidental de llevar semillas de plantas o pequeños animales de un lugar a otro, permitiendo que el invasor potencial recorra enormes distancias en poco tiempo (Figura 1). El proceso evolutivo que tiene lugar durante una invasión se desarrolla de forma sorprendentemente rápida, por lo que es importante analizar todos los aspectos biológicos que lo acompañan, de manera que pueda generarse el conocimiento necesario para diseñar estrategias de manejo. Uno de los enfoques que ha ganado popularidad en los últimos años es el uso de marcadores moleculares del genoma de los organismos (DNA) que permiten conocer las diferencias genéticas entre y dentro de las poblaciones naturales. Con esta información podemos inferir las rutas y los tiempos migración de los propágulos vegetales como semillas, ramas y frutos, y más importante, conocer a plenitud su historia evolutiva, su demografía, sus adaptaciones, y las rutas en su proceso de invasión.

Figura 1. Rutas marítimas. El agua de lastre de los barcos es una de las vías más eficientes de transporte de especies invasoras.

Imagen tomada del dominio público de Estados Unidos: https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/

 

Estos aspectos los hemos estudiando desde hace años con una hierba de flores amarillas conocida como Oenothera drummondii, que crece en ecosistemas dunares y florece al atardecer (Figura 2). Se distribuye en Norte-América, desde Carolina del Norte en Estados Unidos, hasta Tabasco en México y en la península de Baja California. Se considera invasora en España, China e Israel; y está naturalizada en Nueva Zelanda, Sudáfrica y Australia (Figura 3).

En sus áreas nativas, O. drummondii crece en poblaciones aisladas y con pocos individuos. Por el contrario, en sus áreas de invasión puede abarcar varias hectáreas con cientos de individuos. Nuestro objetivo es dilucidar la historia evolutiva de esta planta invasora. No obstante, es un proceso que requiere de varias etapas. En un primer acercamiento se realizó la identificación y caracterización de microsatélites usando tres poblaciones: dos nativas y una invasora (Figura 4). Se encontró que todas las poblaciones presentan baja diversidad genética. Aun así, la especie continúa colonizando de forma exitosa y se mantiene en el tiempo. Es un claro ejemplo de lo que se conoce como la “paradoja de las especies invasoras”, y es uno de los descubrimientos que el estudio de la genética de especies invasoras ha permitido. Tradicionalmente se pensaba que altos niveles de variabilidad genética eran necesarios para que una especie sobreviva, pero muchas especies invasoras mantienen bajos niveles de variación y aun así continúan su proceso de invasión eficientemente. Se ha sugerido que muchos otros factores entran en juego a la hora de mantener la invasión, y es lo que nuestro estudio busca responder en el futuro. La siguiente etapa, que está en curso actualmente, es terminar la genotipificación (identificación de genotipos individuales) para otras 17 poblaciones de O. drummondii, que son una muestra que abarca su distribución a nivel mundial. Una vez finalizado este paso, los análisis informáticos permitirán conocer la historia evolutiva y las rutas de invasión de esta especie.

 

 

Fig 3. Distribución geográfica de O. drummondii subsp. drummondii. Los puntos verdes muestran las áreas nativas

y los puntos rojos las áreas no-nativas. Tomada de: Castillo-Infante et al. (2021).

 

 

Fig 4. Electroferograma que muestra los alelos para el marcador microsatélite OenhaB105. Crédito: Raquel Hernández

 

 

Referencias

  • Hernández-Espinosa, R., González-Astorga, J., de los Monteros, A. E., Cabrera-Toledo, D., & Gallego-Fernández, J. B. (2020). Transferability of microsatellite markers developed in Oenothera spp. to the invasive species Oenothera drummondii Hook. (Onagraceae). Diversity, 12(10), 1–13. https://doi.org/10.3390/d12100387.
  • Castillo-Infante, F., Mendoza-González, G., Rioja-Nieto, R & Gallego-Fernández, J. B. (2021). Range Shifts in the Worldwide Expansion of Oenothera drummondii subsp. drummondii, a Plant Species of Coastal Dunes. Diversity, 13(11), 603; https://doi.org/10.3390/d13110603. 

 

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