March 21, 2022

La diversidad oculta en el hotspot de Chile central: el caso del quisquito curvispina

Eriosyce curvispina (Farellones). Fotografía de Joaquín Keymer, proporcionada por Heidy Villalobos.

Saber cómo se originan las especies, es una pregunta fundamental para la biología evolutiva y conservación, pues con esa información es posible dimensionar la magnitud de la biodiversidad y realizar conservación in situ eficiente y de largo plazo. Entender cómo se comportan y relacionan entre sí, y su grado de aislamiento con respecto a otras especies, es uno de los desafíos que se plantean investigadoras e investigadores del Instituto de Ecología y Biodiversidad – IEB.

En este camino se encuentra el Dr. Pablo Guerrero del Laboratorio BIOMAS (Biogeografía, Macroevolución y Sistemática) del Departamento de Botánica de la Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas de la U. de Concepción, quien junto a su equipo de trabajo estudian la flora mediterránea de Chile central, específicamente cactáceas. Una de ellas es la especie Eriosyce curvispina -comúnmente conocida como quisquito curvispina-. 

A: Eriosyce curvispina var. choapensis (Valle del Choapa, CV) lat -31.77 / long -71.18
B: Eriosyce curvispina var. curvispina (Tilama, Ti) lat -32.03 / long -71.18
C: Eriosyce curvispina var. mutabilis (Los Molles-Pichidangui, LM) lat -32.17 / long -71.47
D: Eriosyce curvispina var. curvispina (Putaendo, Pu) lat -32.67 / long -70.73
E: Eriosyce curvispina var. robusta (Ocoa, Oc) lat -32.95 / long -71.09
F: Eriosyce curvispina var. aconcaguensis (El Escorial, Es) lat -32.74 / long -70.77
G: Eriosyce curvispina subsp. tuberisulcata (Laguna Verde, LV) lat -33.08 / long -71.67
H: Eriosyce curvispina var. curvispina (Farellones, Fa) lat -33.37 / long -71.09
Fotografía: Heidy Villalobos

Esta especie es común de observar, existen ejemplares costeros que poseen flores de amarillo a rojo, polinizadas por abejas nativas, y en los de cerros mediterráneos, habitan los lugares más secos y calurosos del bosque esclerófilo. Actualmente, los bosques esclerófilos se encuentran muy amenazados. “A veces se piensa que estos bosques sólo están compuestas por plantas leñosas como arbustos y árboles, pero la heterogeneidad de estos ecosistemas permite la existencia de plantas como los cactus, que también son muy valiosas por sus altos niveles de endemismo e interacciones biológicas. Aquí existe mucha y evidente degradación del hábitat”, señaló el Dr. Guerrero, quien junto a Heidy Villalobos, Beatriz Vergara, ambas doctorandas en Sistemática y Biodiversidad, y Helmut Walter, cactólogo colaborador, investigan cactáceas desde el sur de Choapa (Región de Coquimbo) hasta la ciudad de Santiago.

 

¿Cuál es la diversidad oculta del Quisco?

Hace un tiempo, las y los científicos pensaban que cuando hablaban de quisquito curvispina sólo se referían a una sola especie, pero son por lo menos cuatro, ya que existe una alta diversidad de linajes evolutivos entre sus individuos. Pero ¿qué son los linajes? Es lo que define a una especie, es decir, cuando las especies comparten un ancestro en común. “Es como los humanos, todos somos Homo sapiens, poseemos el mismo ancestro en común, de ahí evolucionamos todos. En el caso del quisquito curvispina, es todo lo contrario, en vez de encontrar un único linaje evolutivo encontramos varios linajes independientes, es decir, son especies distintas, pero que para la mayoría de la gente se ven iguales”, destacó el Dr. Guerrero. Es por eso que en términos de conservación este descubrimiento es relevante, pues antes eran especies desapercibidas que no se habían identificado, estaban ocultas, y por lo tanto, no recibían acciones específicas de conservación.

¿Qué implica este descubrimiento?

Estas especies están divergiendo -diferenciándose- a nivel genético, pero no tanto a nivel morfológico, es decir, su forma externa no es muy distinta entre los diferentes subgrupos. “Este es un interesante hallazgo a nivel evolutivo, pues son especies crípticas, que están aisladas reproductivamente de otras especies, tienen una larga historia de aislamiento, pero no son fácilmente distinguibles morfológicamente”, destacó el Dr. Guerrero.

Para comprender mejor este hallazgo, es importante señalar que una especie se define por su aislamiento reproductivo de otras especies. O sea, a través de miles a millones de años, de generación a generación, se van acumulando diferencias en distintas poblaciones de una especie, y si están separadas geográficamente sus individuos no se juntan, no se reproducen con la otra población. Las diferencias genéticas se mantienen y profundizan, provocando la especiación en el tiempo. 

El estudio es parte de la tesis de doctorado de Heidy Villalobos, profesora e investigadora del Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular de la Universidad de Costa Rica, quien entrega detalles al respecto: “Esta investigación revela la gran diversidad presente en la zona central de Chile, la cual no ha sido investigada aún. Algunas especies parecen ser muy similares y vemos que genéticamente existe gran diferencia, falta mucho por hacer en torno a entender cómo se han diversificado y cuáles son los factores ambientales o variables que promueven la diferenciación. Con ese conocimiento podremos realizar predicciones de supervivencia y riesgos de extinción, en el contexto del cambio climático”. Además, Villalobos recalca que a nivel de políticas de conservación es vital conocer lo que existe. “Es importante conservar las poblaciones que poseen mayor diversidad genética en el territorio, pues podrían adaptarse mejor a los cambios. En el caso de Chile central, con tanta presión que recibe por destrucción de los hábitats, entre otros factores, es importante mantener zonas de conservación para proteger a los cactus, pues son relevantes para otras especies de la flora chilena, e interactúan con especies animales (como el caso del picaflor y las abejas) y con todo el ecosistema”, destacó.

¿Cuáles son los próximos pasos?

El segundo paso es formalizar el nombre de las nuevas especies a través del código de nomenclatura botánica, donde están todas las reglas y criterios que debe tener una especie nueva, y trabajar en su “tipo”, concepto que se refiere a su descripción cotejada con una muestra seca herborizada y dispuesta en un herbario con su respectivo código, para que otros investigadores e investigadoras puedan conocerlo. 

¿Cómo se estudian estas relaciones a nivel molecular?

“Nosotros utilizamos dos aproximaciones, que permiten inferir procesos que operan a distintas escalas. La primera consistió en descifrar el árbol de la vida, es decir, cómo se relacionan estas especies con sus ancestros y descendientes, lo que conlleva ir a terreno y obtener muestras de su raíz o flor para luego secuenciar algunas partes del genoma del cloroplasto, las que entregan valiosa información hereditaria”, señaló el investigador. 

Una segunda aproximación fue a una escala menor a través de microsatélites, pequeñas repeticiones dentro del genoma del núcleo de la célula, que varían a altas tasas, y que al ser analizadas entregan información sobre las fuerzas microevolutivas que operan sobre estas poblaciones, como por ejemplo deriva y flujo genético. “Mientras el árbol de la vida entrega información macroevolutiva, o sea de la formación de nuevas especies, procesos que pueden involucrar millones de años, los microsatélites miden cambios a escalas temporales más pequeñas”, destacó el investigador. Este trabajo se realizó en el Laboratorio BIOMAS de la U. de Concepción.

Por último, el Dr. Guerrero señala que es importante que las especies subsistan en su propio hábitat (conservación in situ). Por lo tanto, conocer la biodiversidad real de especies de plantas, permite generar los primeros pasos para conservarlas. Estos hallazgos, se encuentran disponibles en el artículo del Journal Genes, y es parte de una edición especial sobre genética de cactáceas: