Development and morphological evolution in flowers : ontogenetic integration patterns and structural factors in the floral meristem.
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Date
2019
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Abstract
Los patrones de diversificación floral están determinados por cambios tanto en la presión
selectiva mediada por polinizador como en las trayectorias ontogenéticas. Particularmente,
cambios en las proporciones entre órganos florales se asocian con cambios rápidos en el
síndrome de polinización. Estos cambios han sido estudiados principalmente por tres
aproximaciones: la co-variación entre órganos florales (integración morfológica), las tasas de
crecimiento de cada órgano floral (alometría morfológica) y el cambio evolutivo en la
temporalidad del desarrollo (heterocronía). En esta tesis, se estudiaron los patrones
ontogenéticos de integración, alometría y heterocronía y su relación con la diversificación
mediada por polinizador en el género Schizanthus. Tanto la integración como la alometría
fueron medidos usando una división de dos estadios ontogenéticos o realizando un rastreo por
rangossolapados de tamaños de yema creciente, para contestar las siguientes preguntas: 1) cómo
la integración y las pendientes alométricas varían a lo largo de la ontogenia; 2) cómo estas
variaciones se relacionan con los patrones de diversificación mediada por polinizador y 3) su
relación a lo largo de la ontogenia y entre especies. Respecto a la heterocronía, análisis
cuantitativos de tamaño y forma en un amplio rango de estadios ontogenéticos fueron usados
para construir las trayectorias ontogenéticas y describir su relación con los patrones de
diversificación mediada por polinizador en el género. Este estudio encontró que tanto la
integración como la alometría variaron a lo largo de la ontogenia y entre las especies. Estos parámetros tendieron a co-variar a lo largo de la ontogenia, dado que eventos de baja integración
tendieron a correlacionarse con una mayor diferencia de pendientes alométricas entre rasgos.
Sin embargo, esta relación varió entre especies, sugiriendo que existe una relación biológica
mucho más compleja que la sugerida la relación matemática entre integración y alometría a lo
largo del desarrollo. Los patrones de integración y alometría durante el desarrollo fueron
congruentes con los patrones de diversificación mediada por polinizador en el género:
estructuras reducidas que perdieron su función en el proceso de polinización tienden a estar
desacopladas del resto de la corola y tener menores pendientes alométricas durante el desarrollo.
Mientras que estructuras más reducidas presentaron menores pendientes alométricas, estas no
estuvieron más desacopladas, mostrando nuevamente que la relación entre integración y
alometría durante el desarrollo es más compleja de lo esperado. Respecto a la heterocronía, los
patrones de diversificación floral en el género se produjeron por transiciones a morfologías
pedomorficas y peramorficas. Estas transiciones ocurrieron mediante diferentes combinaciones
de procesos ontogenéticos (cambios en la aparición del rasgo o en sus tasas de crecimiento), los
cuales pueden presentar efectos compensatorios a lo largo del desarrollo. De forma interesante,
estructuras reducidas que no presentaron marcados patrones de desacople durante el desarrollo
resultaron encontrarse más afectadas por cambios en su aparición, evidenciando que los patrones
de integración se encuentran más afectados por cambios en las tasas de crecimiento. En
conclusión, la integración y la alometría ontogenética y los cambios heterocronicos son procesos
interrelacionados que varían a lo largo de la ontogenia, presentando efectos compensatorios y
donde los cambios entre especies se relacionan con la diversificación floral mediada por
polinizador.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas con mención en Ecología)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2019