Responses and vulnerability of the genus viola to elevational gradients and alien invasive species in mountain systems

Resumen

Introducción Los ecosistemas de montaña son centros de biodiversidad mundial, debido a su aislamiento geográfico, a su papel como refugio de especies durante los cambios climáticos del pasado y a la gran variedad de condiciones ambientales que presentan a lo largo de sus gradientes altitudinales. Los gradientes ambientales que presentan las montañas permiten testar respuestas ecológicas de las plantas a diferentes condiciones ambientales a través de distancias cortas, por lo que pueden funcionar como laboratorios al aire libre, especialmente útiles para entender las respuestas de las plantas al cambio global. Por ejemplo, la presencia de especies invasoras en estos sistemas puede crear efectos sinérgicos con los del cambio climático, teniendo consecuencias dramáticas para especies nativas ya amenazadas, o para ecosistemas frágiles, como los presentes en la alta montaña de islas oceánicas. Contenido de la investigación El principal objetivo de esta tesis es explorar las respuestas fisiológicas, reproductivas y fenotípicas de diversas especies de plantas entomófilas de montaña del género Viola a las distintas condiciones bióticas y abióticas que se encuentran a lo largo de sus gradientes altitudinales de distribución. Capítulo 1 y 2. Se estudia la eficacia biológica, la reproducción y los rasgos florales de la violeta del Teide, Viola cheiranthifolia, en su gradiente altitudinal de distribución en la isla de Tenerife, así como el efecto de la presencia de un herbívoro invasor (el conejo, Oryctolagus cuniculus) sobre estos caracteres. Capítulo 3. Indaga en cómo varían los rasgos fenotípicos de las flores y de las hojas de una violeta alto-andina (Viola maculata) en respuesta a un gradiente altitudinal. En dicho gradiente pueden entran en conflicto ambos fenotipos, ya que flores grandes pueden ser más atractivas para los polinizadores, pero si están asociadas positivamente a hojas grandes, podría plantearse un dilema en un escenario de sequía, ya que las hojas favorecidas serían las pequeñas. Capítulo. 4 Se analiza cómo varía la producción de flores casmógamas (CH) y cleistógamas (CL) en la especie Viola jaubertiana en función de las condiciones individuales de tamaño, estrés hídrico y herbivoría presentes a lo largo de su gradiente altitudinal. Además, también se evalúan los mecanismos que pueden estar favoreciendo el mantenimiento de la fecundación cruzada en una especie predominantemente cleistógama. Conclusión Capítulo 1 y Capítulo 2. A pesar de que las condiciones ambientales son cada vez más adversas con la altitud, V. cheiranthifolia no mostró un incremento de la limitación de polen en la parte más elevada de su distribución, lo cual atribuimos a la presencia de mecanismos compensatorios, como el aumento del grado de autogamia. La presencia de conejos en el Teide reduce de forma importante el desarrollo y éxito reproductivo de este endemismo vegetal y, a su vez, modifica las relaciones rasgo-ambiente de la planta a lo largo de su gradiente altitudinal, además de alterar las presiones de selección que los polinizadores y el medio físico ejercen sobre sus rasgos florales. Capítulo 3. En este estudio confirmamos el gradiente inverso de estrés hídrico (es decir, mayor a menor altitud) presente en los Andes Centrales, pero no detectamos un desajuste entre la correlación de los rasgos florales y vegetativos en la población con mayor estrés hídrico, presentando los individuos con hojas pequeñas también flores pequeñas. Pero este hecho no parece comprometer la reproducción de esta planta alto-andina, debido a su alta capacidad de autofecundación. Capítulo 4. Viola jaubertiana presentó una gran limitación de polen, además de un escaso éxito reproductivo de las flores CH. Por el contrario, las flores CL, más económicas fisiológicamente, fueron mucho más exitosas, produciendo 100 veces más semillas que las flores CH. A pesar de este gran desequilibrio, el mayor peso, potencial de dispersión y mejor germinación de las semillas procedentes de fecundación cruzada, juntamente con un posible efecto positivo de la heterosis, podrían explicar el mantenimiento de la casmogamia en este endemismo mallorquín.