Especialización en micorrizas: factores ecológicos e implicancias macroevolutivas
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Date
2019
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Abstract
El mutualismo ha tenido un papel central en la ecología y evolución de la
biodiversidad. Esta interacción se caracteriza por presentar una gran variación en el nivel de
especialización, que, debido a sus potenciales efectos a escala evolutiva y ecológica, es de
gran interés para biólogos evolutivos y ecólogos. La especialización podría ser favorable si
resulta en una mayor eficiencia en el intercambio de recursos y/o servicios, pero al mismo
tiempo podría implicar una menor capacidad de interactuar con otras especies y así persistir
frente a cambios ambientales, llevando a los linajes especialistas a un “callejón sin salida”
evolutivo. Pese a sus posibles desventajas, existen numerosos casos de especialización en la
naturaleza, lo que sugiere que, bajo ciertas condiciones ecológicas, la especialización podría
ser ventajosa o neutral. Para entender cuáles son las implicancias evolutivas de la
especialización y a una escala ecológica, cuáles son aquellos factores que promueven la
especialización, en esta tesis se estudió la especialización en las micorrizas, una asociación
entre plantas y hongos del suelo que está presente en la mayoría de las plantas terrestres y
presenta una gran variación en el nivel de especialización. De esta manera, en esta tesis se
abordaron las siguientes preguntas (1) ¿Qué efecto tiene la especialización micorrícica sobre
las tasas de diversificación de las plantas? (2) ¿Qué factores ambientales promueven la
especialización micorrícica? Para responder la primera pregunta, el enfoque se centró en la
historia evolutiva de las micorrizas, estudiando los cuatro tipos de micorriza a lo largo de la
evolución de las plantas. Con esto, se evaluó la relación entre la diversidad de tipos de micorrizas y las tasas de diversificación de las familias de plantas con semillas, demostrándose
que una mayor diversidad de tipos de micorrizas se relaciona con mayores tasas de
diversificación. Estos resultados apoyan la hipótesis de la especialización como una estrategia desfavorable a escala evolutiva y corroboran la importancia de las asociaciones micorrícicas
en la evolución de las plantas. Para la segunda pregunta, en cambio, nos centramos en un tipo
particular de micorrizas, las micorrizas de orquídeas, donde se estudió el papel de los factores
ambientales, específicamente los nutrientes del suelo, en la especialización micorrícica.
Utilizando una especie de orquídea endémica de Chile, Bipinnula fimbriata, se evaluó (1) el
efecto de la disponibilidad de nutrientes en la comunidad de hongos asociados a plantas
adultas de B. fimbriata en una población natural y (2) el efecto de los nutrientes en el inicio de
la asociación simbiótica, que ocurre en el encuentro del hongo micorrícico con la semilla de la
orquídea. Ambos estudios mostraron que los nutrientes tienen un papel clave en las
asociaciones micorrícicas de B. fimbriata, tanto en plantas adultas como en la etapa de la
germinación, mostrando además que en plantas adultas los nutrientes pueden afectar
indirectamente a toda la comunidad de hongos asociados (incluidos hongos micorrícicos y no
micorrícicos). Los resultados sugieren además que el efecto de los nutrientes en la
especialización micorrícica depende de la escala espacial, en el caso de poblaciones naturales,
y de la identidad del hongo involucrado, en el caso de la germinación simbiótica. Esta tesis
aporta con nuevos conocimientos sobre la interacción entre orquídeas y hongos, abre
numerosas preguntas para futuras investigaciones y contribuye a la comprensión de la
importancia de la asociación con hongos en la estructuración de las comunidades y la
evolución de las plantas.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias con mención en Ecología)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2019