Estudio ecológico y genético del cardón (Pachycereus pringlei) en el Desierto Sonorense

Abstract

Pachycereus pringlei representa una especie de gran interés de estudio para botánicos, ecólogos y evolucionistas. Llama la atención como ha logrado adaptarse a las distintas condiciones del ambiente en el territorio peninsular, insular y continental. A pesar de su valor ecológico poco se ha documentado de esta especie emblemática del desierto. La presente investigación parte de realizar muestreos en su amplia zona de distribución natural. Entre varios resultados se encontró que las poblaciones al sur de la península presentan densidades que van de 22 a 554 ind/ha., en Sonora de 27 a 88 y las islas de 202 a 10,250. Solo en la península las poblaciones son más densas al sur que al norte, mientras que en Sonora se comportan de manera homogénea. Solo en la península se puede observar que la altura media y el diámetro promedio de los individuos se asocia negativamente con la densidad poblacional y precipitación de verano, pero positivamente con las temperaturas mas frías en invierno, es decir que a temperaturas menos frías en invierno presenta mayor densidad poblacional. En general la altura promedio de los individuos maduros es menor en las islas que en el resto de las poblaciones. El índice de regeneración para los individuos en el norte de la península fue de 22 %, al sur fue de 24 %, en Sonora de 19 % y en las islas de 41 %. Este porcentaje representa la proporción de individuos hasta un metro de altura (plántulas y pre-juveniles de menos de 15 años de edad), estos porcentajes son relativamente altos considerando que el resto de los individuos se encuentran en categorías que llegan a 17m. Las islas tienen la característica de presentar individuos menos ramificados que las poblaciones sonorenses y peninsulares, en Sonora por ejemplo, se presento el individuo mas ramificado con 132 brazos. Así mismo los individuos ramificados en las islas presentan un tronco de porte bajo y de diámetro promedio menor que los individuos del resto de su distribución. La estructura poblacional del cardón se asemeja al de tipo de estructura en pulsos, caracterizados por la alternancia de periodos que promueven un alto reclutamiento (adecuada dispersión, precipitación y temperatura ambiental, ausencia de consumidores). De manera particular, los individuos de la península expresan características morfológicas y ecológicas que se asocian a un patrón latitudinal. Se documenta que la precipitación juega un papel importante en la estructura poblacional, abundancia y ciertos rasgos morfológicos. En esta investigación se realiza un análisis detallado de los sistemas reproductivos, se describen poblaciones hermafroditas en al menos dos islas cercanas a la península. De esta manera se concluye que el cardón experimenta un gradiente evolutivo que va de sistemas hermafroditas a trioicos, presentando un estado intermedio denominado ginodioico. El diocismo es considerado la etapa final de del desarrollo de los sistemas reproductivos, lo que hace suponer que eventualmente las poblaciones trioicas con baja proporción de hermafroditas sean las primeras en evolucionar al dioicismo. En la península se observa una alta proporción de individuos masculinos, que va de mayor a menor proporción de sur a norte, al grado de estar ausente en el límite norteño. En Sonora se observa un patrón similar, pero donde la abundancia de individuos masculinos disminuye hacia al sur, donde solo se encuentran sistemas ginodioicos. Adicionalmente se observa que la frecuencia de individuos hermafroditas se asocia positivamente con la latitud en la península y negativamente en Sonora. Solo se detectaron dos poblaciones ginodioicas, una en el extremo norte de la península y la otra en el extremo sur de Sonora. Se evaluaron PCR-SSCP, PCR-cpSSR, PCR-RFLP y secuenciación con la finalidad de observar variaciones alélicas del cloroplasto dentro y entre poblaciones, y relacionarlas con las expresiones sexuales. La evaluación de cpADN por lo métodos utilizados describe que existe una muy baja variación genética entre poblaciones. Se discute la baja variabilidad haplotípica como un “cuello de botella”, resultante tal vez del último eventos glaciar del pleistoceno, seguido de una muy rápida expansión durante el último periodo xerotérmico, hace pocos miles de años, a partir de un solo genotipo materno. Se registra hasta le momento la variación haplotípica mas baja reportadas hasta el momento en cactáceas. Se recomienda el análisis del mtADN para evaluar la variación genética de los sistemas reproductivos.