Adaptative value of marginal populations ad apta project_2014

1. ¿Cuál es el valor adaptativo de las
poblaciones marginales de Silene ciliata?
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2. • Ecosistemas de montaña entre los más amenazados por
el cambio climático.
• Para muchas spps. “alpinas” las poblaciones de los pastos
de alta montaña de la P. Ibérica son el límite meridional
de distribución.
– Hábitats marginales  amenazadas debido al cambio global.
• Borde distribución Abundancia
Diversidad
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¿CONSERVACIÓN?

3. Cuestión abierta!!!
• Importantes debido a su potencial poder adaptativo y evolutivo al
ocupar hábitat marginales potencialmente selectivos  rescatar
poblaciones centro sin capacidad de adaptarse al nuevo clima
• IMPORTANTE La adaptación es una de las principales respuestas de
las plantas ante la aparición de nuevas condiciones ambientales.
• Debate:
– ¿Cuál es el valor en términos adaptativos de las poblaciones marginales de
una especie?
– ¿Poseen elevada capacidad adaptativa por encontrarse bajo condiciones
ambientales límite (selectivas) para la especie?
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4. + FITNESSAdaptaciónDiversidad Genética
Flujo genético
Tamaño pob.
Efectivo (Ne)
Selección
Natural
Deriva
genética
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¿De qué depende la
intensidad de la
adaptación local?

5. + FITNESS
Adaptación
local
Diversidad Genética
PERIFERIA
Flujo genético
CENTRO
Tamaño pob.
Efectivo (Ne)
Selección
Natural
Deriva
genética
Flujo genético
PERIFERIA
?
?
5
¿Qué sucede en los bordes
de distribución de una
especie?
Selección natural divergente entre localidades 
promueve (selecciona) caracteres que proporcionan
ventaja en términos de eficacia biológica bajo condiciones
locales.
Genotipos locales tienen eficacia
biológica superior en sus hábitat locales
que los foráneos

6. Interés desde el punto de vista de la conservación y gestión
de la biodiversidad
¿Cuál es el efecto del tamaño de la población sobre los procesos de
adaptación local? ¿Podemos hablar de un tamaño crítico de la población
por debajo del cual una población marginal carece de valor adaptativo?
¿Merece la pena implementar actuaciones de conservación in situ y
preservación de germoplasma en condiciones ex situ para mantener la
viabilidad de las poblaciones marginales?
¿Puede resultar útil aprovechar el valor adaptativo de las poblaciones
marginales para utilizarlo en poblaciones de distribución más central que
a medio plazo se encuentran amenazadas por el cambio global?
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7. Experimentos para evaluar el valor
adaptativo de las poblaciones
situadas en el límite ecológico
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8. Experimento centro vs periferia
• Realizar 2 experimentos para identificar en Silene
ciliata el patrón de adaptación local entre
poblaciones del centro y la periferia, el papel que
juega el tamaño de las poblaciones y su
aislamiento genético.
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9. ¿Qué sabemos de S. ciliata?
• Silene ciliata Poiret (Caryophyllaceae) : caméfito de porte
almohadillado que habita en prados de cumbres.
• Distribuida las principales regiones montañosas del sur de
Europa (Distribución circunmediterránea).
• Bibliografía Poblaciones poliploides en Europa y diploides
en P. Ibérica con Pirineos situada en la transición
• Sistema Central es límite de distribución meridional. Aislado
de las poblaciones del norte.
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10. ¿Qué sabemos de S. ciliata?
• Sierra de Guadarrama se produce estrés ambiental asociado
al gradiente altitudinal (1.900 a 2.450 m.)
• Escasa disponibilidad de agua en el suelo durante el verano es
crítica para la supervivencia de adultos y plántulas (+).
• Poblaciones situadas en límite inferior Menor fitness y
menor tasa de crecimiento poblacional. Tasas negativas para
las poblaciones más bajas.
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11. ¿Qué sabemos de S. ciliata?
En el límite sur de distribución (S. Guadarrama) hay evidencias
de adaptación local en plántulas y de procesos de
aislamiento genético (endogamia)
– Experimentos de cruzamientos depresión endogámica
afecta a la fitness de plántulas
– Experimentos de siembras cruzadas adaptación local a lo
largo del gradiente en la supervivencia y crecimiento de
plántulas.
– Experimentos de germinación en cámara Pob. Baja
presentan menores necesidades frío.
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12. Experimento centro vs periferia
Experimento 1. Ensayos de jardín común mediante siembras cruzadas con
semillas procedentes de poblaciones de diferente tamaño del centro y de la
periferia.
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13. Experimento centro vs periferia
Comprobar si las poblaciones periféricas muestran
adaptación local y si existe un valor umbral de tamaño
efectivo poblacional que condiciona su aparición.
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14. Experimento centro vs periferia
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Experimento 2. Ensayos de jardín común en localidades periféricas con
semillas procedentes de diferentes cruzamientos inter e intrapoblacionales
(centro x periferica y periferia x periferia)

15. Experimento centro vs periferia
Experimento 2.
Comparar el efecto de los flujos genéticos centro-
periferia vs. periferia-periferia sobre la eficacia
biológica de individuos de poblaciones marginales de
Silene ciliata y valorar el efecto del tamaño efectivo
poblacional.
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16. Experimento centro vs periferia
•SELECCIÓN DE POBLACIONES CENTRO Y PERIFERIA
Un Paso crítico para nuestro estudio es definir qué es una
población central y qué una población marginal
¿Cómo determinar el “centro” del área de
distribución?
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17. Experimento centro vs periferia
•SELECCIÓN DE POBLACIONES CENTRO Y PERIFERIA
Centro desde un punto de vista ambiental
Estudio de las distribuciones de frecuencias de las variables
ambientales que explican la distribución de la especie.
1. Seleccionando como centro las situadas próximas a la
mediana (Q1-Q3)
2. Periféricas Q1, Q4.
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18. Experimento centro vs periferia
•SELECCIÓN DE POBLACIONES CENTRO Y PERIFERIA
¿Evaluar la adaptación local y los efectos derivados del flujo y
el Ne en poblaciones que procedan de una historia evolutiva
común?
Aislar los efectos históricos (presiones selectivas antiguas)
que puedan ocultar los procesos adaptativos puramente
debidos al ambiente.
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19. Experimento centro vs periferia
•SELECCIÓN DE POBLACIONES CENTRO Y PERIFERIA
Rivas-Martinez Pob. Diploides de S. Central, S. Ibérico y
Cordillera Cantábrica forma una subespecie Silene ciliata
elegans en base a diferencias morfológicas.
Rivas Martinez. Anales Jard. Bot. Madrid 36: 308 (1980)
¿Deberíamos de trabajar sólo con las poblaciones que Rivas-
Martinez describe como S. ciliata elegans?
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20. Experimento centro vs periferia
•SELECCIÓN DE POBLACIONES CENTRO Y PERIFERIA
Cuantificación del tamaño del genoma en cada población y
caracterización del genoma con marcadores cloroplásticos
* Conocer mejor la estructura filogeográfica de la especie y
escoger poblaciones de centro y periferia que procedan de una
historia evolutiva común  Pob. Diploides próximas
filogenéticamente.
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PROBLEMA: ¡Tiempo y dinero!

21. • ¿Estáis de acuerdo con nuestra definición de
centro vs periferia?
• ¿Qué opináis respecto a la necesidad de trabajar
solo con poblaciones próximas filogenéticamente
para aislar los efectos históricos que nos puedan
enmascarar los procesos adaptativos debidos al
ambiente?
• En caso de no poder hacer estudio previo…¿Qué
opináis si directamente nos centramos en S.
ciliata elegans?
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