El análisis de la genética molecular revela patrones contrastantes de la estructura poblacional, la divergencia mediada ecológicamente y la dispersión a larga distancia en palmeras icónicas de américa del norte

Abstract

Los estudios comparativos de especies co-distribuidas y con los requisitos ecológicos similares pueden proporcionar información valiosa sobre los procesos que afectan la estructura de la población, y de ese modo ayudar a dilucidar los mecanismos potenciales por los cuales las poblaciones contemporáneas pueden responder a los cambios ambientales actuales y futuros. En este sentido, la península de Baja California, con su variedad de paisajes y hábitats que van desde bosques caducifolios tropicales y oasis mésicos hasta montañas de matorral xérico y llanuras áridas, es de interés particular. Los complejos procesos geológicos y ecológicos que han generado altos niveles de diversidad biológica y endemismo en Baja California han sido objeto de un intenso estudio. Sin embargo, aún se sabe relativamente poco sobre la filogeografía y la estructura genética de las especies emblemáticas de palmas endémicas de esta región. Las poblaciones de palmeras en la Baja California son consideradas reliquias de poblaciones históricamente más extendidas y continuas que ahora están confinadas en gran parte a sitios donde existe agua permanente ya sea sobre o debajo del suelo. Actualmente, hay dos géneros nativos de palma de América del Norte, Washingtonia y Brahea presentes en la península de Baja California. Sin embargo, a pesar del estatus emblemático de estas palmas del desierto, muchos aspectos de su taxonomía, límites de especies y estructura de la población siguen siendo ambiguos. Dichas palmas proporcionan un sistema atractivo para investigar las contribuciones de efectos neutros, no neutrales y mediados por humanos hacia la estratificación de la población en un contexto comparativo. Por lo tanto, en la presente tesis se utilizó tanto la secuenciación clásica de Sanger como el enfoque de Genotipificación por Secuenciación (GBS) para proporcionar una perspectiva genómica sobre la estructura poblacional de dos géneros icónicos de palma de América del Norte, Washingtonia y Brahea, en la península de Baja California, el territorio continental adyacente e Isla Guadalupe. Los resultados revelaron algunas similitudes, así como sorprendentes diferencias, no solo en la fuerza y el patrón de la estructura poblacional, sino también en los posibles impulsores subyacentes. Se evidenció que las palmas Washingtonia y Brahea presentan bajos niveles de diversidad genética y están altamente estructuradas, con las principales regiones geográficas aisladas genéticamente. No obstante, se encontró apoyo mixto para las relaciones taxonómicas actualmente reconocidas dentro de cada género. Por ejemplo, el análisis filogenético Bayesiano apoyó la clasificación de B. edulis como una especie distinta, pero este no fue el caso de W. filifera-W. robusta y B. armata-B. brandegeei. A nivel poblacional, los datos de secuencias no fueron particularmente útiles debido a la baja diversidad y discordancia entre los datos de cloroplastos y nucleares. GBS, por otro lado, presentó una resolución más alta y permitió hacer varios hallazgos importantes. Por ejemplo, se descubrieron dos poblaciones distintas de Washingtonia en la península de Baja California y también se identificó un conjunto de loci atípicos que resolvió una filogenia contrastante con los loci neutrales, consistente con una fuerte divergencia mediada ecológicamente. Por el contrario, las palmas de Brahea estaban fuertemente estructuradas, con GBS resolviendo con éxito sierras individuales (cadenas montañosas) en la península junto con un fuerte señal de aislamiento por distancia. Finalmente, se encontraron elementos que prueban eventos de dispersión a larga distancia en Washingtonia pero no en Brahea, en apoyo de la hipótesis que sostiene que los humanos podrían haber dispersado a Washingtonia como fuente de alimentos y materiales de construcción. En general, nuestro estudio demuestra el poder de GBS en combinación con un enfoque comparativo para dilucidar patrones de divergencia del genoma marcadamente distintos, mediados por diversos efectores.