Categoría: Ecoblog-mx

Las ciudades representan el 3% del área terrestre del planeta (Seto et al., 2010). Recientemente se ha reconocido que las condiciones bióticas y abióticas de las ciudades pueden afectar los procesos evolutivos de los organismos (Johnson & Munshi-South, 2017). Sin embargo, pocos estudios han analizado los efectos de la urbanización en la evolución de interacciones ecológicas.

            Ruellia nudiflora (Acanthaceae) es una hierba perene que se distribuye desde el sur de EE.UU. hasta el sur de México (Tripp, 2007) y es común de encontrar en las ciudades (Figura 1). Esta especie establece una interacción mutualista con hongos micorrizógenos arbusculares [DM1] (HMA), un grupo de hongos que crecen en las raíces y abastecen a las plantas de nutrientes limitantes como fósforo (P) y nitrógeno (N) (Smith y Smith, 2011). Sin embargo, el enriquecimiento de estos nutrientes en suelos urbanos  puede reducir el beneficio y, como consecuencia, la intensidad de esta interacción mutualista (Irwin et al. 2020). Evolutivamente, lo anterior sugiere que, en condiciones urbanas, la selección natural favorecería individuos que establecen baja asociación con HMA en comparación con individuos originarios de ambientes no-urbanos. También, permitiría sugerir que tanto individuos urbanos como rurales podrían tener mejor desempeño en su suelo de origen (adaptación local[DM2] ) (Donihue y Lambert, 2015).

Contrario a lo esperado, el ambiente rural presentó mayor enriquecimiento de nutrientes que en suelos urbanos (dos veces más N, cinco veces más potasio, K), salvo el P, que fue 70% mayor en el suelo urbano (Figura 2a,b,c). Tal y como se predecía, dado a la mayor concentración de P en ciudades, se encontró  2 veces menos colonización por HMA en este ambiente (Figura 2d). Un modelo de ecuaciones estructurales confirmó una relación negativa entre P y la tasa de colonización la cual resultó consistente entre ambientes. El mismo análisis mostró una relación positiva entre K y la tasa de colonización en ciudades, pero negativa en rurales.

Un experimento de trasplantes recíprocos detectó que las diferencias en las tasas de colonización por HMA se debe a diferencias genéticas (diferenciación genética), donde en suelo urbano las plantas urbanas fueron colonizadas 2 veces menos que las rurales (Figura 3a). En ausencia de microbiota, este experimento permitió detectar una interacción origen de suelo × origen de planta en tasas de emergencia de cotiledones y producción de primeras hojas verdaderas, indicando diferenciación genética y adaptación local en el proceso de establecimiento. Sin embargo, en presencia de microbiota, este patrón no se detectó, sugiriendo una compensación por la comunidad microbiana. Finalmente, encontramos que las plantas urbanas tienen mayor capacidad de responder al estrés fisiológico en suelos urbanos (mediante el rendimiento cuántico máximo del fotosistema II, Fv/Fm; Baker 2008) (Figura 3b), indicando un patrón de adaptación local de plantas urbanas a su suelo. Estos resultados sugieren que las condiciones urbanas han disminuido los beneficios que R. nudiflora obtiene de los HMA, favoreciendo la diferenciación genética entre ambas poblaciones en la asociación con HMA y adaptación local en atributos de desempeño (establecimiento de plántulas y tolerancia al estrés) al ambiente urbano.

Referencias

• Baker, NR. 2008. Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo. Annu. Rev. Plant Biol., 59: 89-113.
• Donihue, CM, y Lambert, MR. 2015. Adaptive evolution in urban ecosystems. Ambio, 44(3): 194–203
• Irwin, RE, Youngsteadt, E, Warren, PS y Bronstein, JL. 2020. The Evolutionary Ecology of Mutualisms in Urban Landscapes. In Urban Evolutionary Biology (pp. 111-129). Oxford University Press.
• Johnson MTJ y Munshi-South J. 2017. Evolution of life in urban environments. Science 358: eaam8327.
• Seto KC, Sánchez-Rodríguez R y Fragkias M. 2010. The New Geography of Contemporary Urbanization and the Environment. Annual Review of Environment and Resources 35: 167–194.
• Smith SE y Smith FA. 2011. Roles of Arbuscular Mycorrhizas in Plant Nutrition and Growth: New Paradigms from Cellular to Ecosystem Scales. Annual Review of Plant Biology 62: 227–250.
• Tripp EA. 2007. Evolutionary Relationships within the Species-Rich Genus Ruellia (Acanthaceae) Author (s): Erin A. Tripp Published by: American Society of Plant Taxonomists Stable URL: http://www.jstor.org/stable/25064273 Systematic Botany, 32: 628–649.

Reseña de los autores

Diego S. Méndez (diegosmendez@gmail.com), biólogo egresado de la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY). Actualmente realizando su maestría en la UADY con sus directores, el Dr. Diego Carmona y Dr. José Ramos Zapata. Su área de interés es la ecología de interacciones, específicamente las micorrizas arbusculares, y recientemente ha trabajado en proyectos de ecología evolutiva.

Diego Carmona (diego.carmona@correo.uady.mx), estudió la licenciatura en la Facultad de Ciencias de la UNAM, posteriormente la M. en C. y el Doctorado en el Instituto de Ecología de la UNAM. Posteriormente realizó un postdoctorado en la Universidad de Toronto. Actualmente es Cátedra Conacyt en el Depto de Ecología Tropical de la UADY. Tiene interés en la ecología evolutiva de estrategias defensivas en plantas, interacciones múltiples, coevolución, y evolución molecular de defensas en plantas. Recientemente, es responsable de un proyecto enfocado en estudiar el efecto de la urbanización en la evolución de interacciones ecológicas mediadas por plantas en donde combina aproximaciones de genética cuantitativa, ecología funcional y genómica del paisaje.

José Ramos Zapata (aramos@correos.uady.mx), biólogo egresado de la UADY; MSc en Microbiología Ambiental por la Universidad de Aberdeen, Escocia; Doctor en Ciencias en Ecología por el Centro de Investigación Científica de Yucatán, actualmente Profesor Investigador titular C de TC en el Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias de la UADY. Su área de interés es el estudio de la ecología de las interacciones con énfasis en la ecología de la micorriza arbuscular en plantas cultivadas y en arvenses. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores con el Nivel 1, cuenta con el perfil PRODEP y actualmente es el Coordinador del Posgrado Institucional en Ciencias Agropecuarias y Manejo de Recursos Naturales Tropicales.

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Las hormigas desempeñan un papel ecológico muy importante en zonas áridas, utilizan diferentes recursos alimenticios de manera eficiente, que les permite establecer interacciones positivas, negativas o neutras con las plantas (Dáttilo et al., 2017). Los recursos aprovechados por hormigas provenientes de cactáceas son diversos e incluyen el polen, néctar, frutos y semillas (Mauseth et al., 2016; Arnan et al., 2019). En una población clonal de Mammillaria magnimamma en el Valle del Mezquital, Hidalgo (Fig. 1), la comunidad de hormigas obtiene diferentes recursos a lo largo del período reproductivo de la planta; desde febrero hasta julio, meses que abarcan la prefloración, floración y fructificación, y muestra una intensa actividad durante la floración, cuando están disponibles múltiples flores por clon. En este estudio investigamos cómo cambia la diversidad de hormigas en cada etapa del periodo reproductivo, usando el índice de diversidad de Shannon (H’) como una estimación que resume el número de especies y su proporción dentro de una comunidad, donde los valores más altos representan mayor homogeneidad en la distribución de las abundancias de las especies. Registramos un total de 612 hormigas, pertenecientes a 4 subfamilias, 10 géneros y 12 especies, las cuales representan el 5.2% de la riqueza mirmecológica reportada para Hidalgo. Aunque la riqueza de especies fue similar entre etapas, la abundancia y diversidad de hormigas fue significativamente mayor durante la floración (317 organismos; H’=1.91, respectivamente), con respecto a la prefloración (127 organismos, H’=1.38, respectivamente) y fructificación (168 organismos, H’=1.69, respectivamente), lo que coincide con una mayor disponibilidad de recursos. La diversidad se considera alta, tomando en cuenta que en la cactácea columnar barreliforme Ferocactus latispinus, se reportaron cinco especies de hormigas asociadas a nectarios extraflorales (Luna-De La Torre, 2016). La similitud entre la floración y fructificación fue alta pues comparten 7 de 12 especies.  De las 12 especies de hormigas registradas solo 9 usaron los recursos de M. magnimamma, el resto fueron consideradas visitantes ocasionales (Tabla 1). Durante la prefloración, las hormigas emplean lana, néctar, polen y estambres de los botones maduros (Tabla 1, Fig. 2A); mientras que en floración usan néctar, polen, estambres, tépalos (Tabla 1, Fig. 2B); finalmente en la fructificación usaron la pulpa de los frutos, semillas y lana (Tabla 1, Fig. 2C). El uso de los recursos difiere entre especies, por ejemplo, Solenopsis globularia empleó principalmente lana, polen, néctar y los estambres durante la prefloración y floración, mientras que Cardiocondyla sp. y Odontomachus erythrocephalus emplearon polen y frutos durante la floración y fructificación respectivamente (Tabla 1), lo cual puede estar relacionado con las necesidades particulares de cada especie. Nuestros resultados muestran, que los recursos que ofrece Mammillaria magnimamma juegan un papel relevante en los cambios temporales en la composición, abundancia y diversidad de su comunidad de hormigas asociadas.

Referencias

• Arnan, X., Molowny-Horas, R., Bluthgen, N. (2019). Food resource exploitation and functional resilience in ant communities found in common Mediterranean habitats. Science of the Total Envoronment, 684, 126-135. Doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.05.260.
• Dáttilo, W., Aguirre, R., Flores-Flores, D., Ahuatzin-Flores, E., Corro-Méndez, E. (2017). Plantas, hormigas y herbívoros interactúan en un ambiente semiárido en el centro de México ¿Cómo lo hacen? Biodiversitas, 132, 12-16.
• Luna-De La Torre, P., Castro-Leal, L., Contreras-Cerón, R. y Castillo-Meza, A. (2016). Actividad de formícidos en Ferocactus latispinus (Cactaceae) en una zona semiárida del centro de México. Entomología mexicana, 3, 530-536.
• Mauseth, J., Rebmann, J. y Rodrigues, S. (2016). Extrafloral Nectaries in Cacti. Cactus and Succulent Journal, 88, 156-171. Doi: https://doi.org/10.2985/015.088.0401.

Reseña de los autores

Amelia Cornejo Romero (acornejor@ipn.mx) es bióloga egresada de la Facultad de Ciencias, UNAM, realizó la Maestría en Ciencias Biológicas en el Instituto de Ecología de la UNAM y el Doctorado en la UAM. Actualmente es Profesora -Investigadora en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN y las líneas de investigación que desarrolla son Filogeografía de plantas de ambiente áridos y Biología Reproductiva de cactáceas. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

Alejandro Franco Uriostegui (afrancou1500@alumno,ipn.mx) es alumno de la Licenciatura en Biología en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN y buzo certificado por la agencia SDI bajo la modalidad ‘Underwater Research Methods’. Actualmente desarrolla su tesis de licenciatura en el laboratorio de ecología vegetal y sus áreas interés son ecología de las interacciones cactácea-insecto y el buceo científico.

Alicia Callejas Chavero (alicallejas@hotmail.com) es Bióloga, Maestra en Ciencias y Doctora en Ecología por la Universidad Nacional Autónoma de México. Actualmente es Profesora -Investigadora en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN y en la Facultad de Ciencias de la UNAM. Sus líneas de investigación son Ecología de interacciones multitróficas y Dinámica poblacional con énfasis en plantas e insectos de zonas áridas. Desde hace más de 10 años con su grupo de trabajo ha estudiado las interacciones planta-insecto, insecto-insecto usando como modelos al garambullo Myrtillocatus geometrizans, Mammillaria magnimamma y a las leguminosas y sus brúquidos. Ha contribuido en la formación académica de alumnos dirigiendo tesis de licenciatura y maestría. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

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Las selvas tropicales son ecosistemas altamente biodiversos. La estabilidad de sus condiciones climáticas ha propiciado la aparición de complejas relaciones entre los organismos que alberga, resultando en algunos casos, en mutualismos altamente especializados. Una de las aproximaciones más recientes y robustas a este tipo de interacciones es a partir de la teoría de redes, lo que ha permitido estudiarlas en su conjunto y no por pares de especies (Bascompte & Jordano, 2007).

Las redes mutualistas planta-colibrí se consideran uno de los sistemas de polinización más especializado de los Neotrópicos. Las plantas visitadas regularmente por colibríes tienen adaptaciones para ello, el llamado síndrome de polinización ornitófilo (flores tubulares rojas típicamente, anteras y estigma expuestos, y abundante néctar diluido). Sin embargo, algunas especies de plantas han dado un paso más ya que sus flores presentan una complementariedad morfológica con una o pocas especies de colibríes (Maglianesi et al., 2014). Estas flores altamente especializadas suelen presentar corolas largas y curvas (por ej. Heliconia spp.) y suelen ser visitadas por colibríes con picos especializados para ello, pero aún sabemos muy poco de estas comunidades.

Durante 2 años (2018–2020) estudiamos a los colibríes y sus flores en la Estación Chajul para determinar cómo se estructura la red de interacción planta-colibrí del sotobosque de la Selva Lacandona (Izquierdo-Palma et al., 2021). Registramos 3,400 interacciones entre plantas y colibríes en dos hábitats adyacentes, uno de selva alta y otro de vegetación sabanoide. Aunque se han registrado aproximadamente 30 especies de colibríes para Chiapas, solo encontramos 4 especies que visitan legítimamente las flores, es decir, contactan las estructuras reproductivas de la flor al acceder al néctar (los Ermitaños Phaethornis longirostris y P. striigularis; y las Esmeraldas Chlorestes candida y Amazilia tzacatl). Se observaron 3 especies más (Phaeochroa cuvierii, Anthracothorax prevostii y Heliothryx barroti) pero se comportaron como ladrones de néctar y por ello no se incluyeron en la red mutualista. Los ladrones de néctar son aquellos organismos que acceden al néctar sin tocar las estructuras reproductivas de las flores en el proceso, por ejemplo, perforando la base de las flores con su pico. De esta forma llegar al recurso trófico sin necesidad de complementariedad morfológica. A pesar de la baja diversidad de colibríes, se registraron interacciones con 26 especies de plantas pertenecientes a 8 familias y, aún más interesante, el 73% de estas interacciones fueron realizadas exclusivamente por una especie de Ermitaño (P. longirostris = 69%, P. striigularis = 53%) (Fig. 1). El Ermitaño P. longirostris, con un pico largo y curvo, es un especialista de la comunidad de selva visitando el 81% del ensamble floral (Fig. 2), siendo muy raro en sabana; mientras que el otro Ermitaño, P. striigularis, es un especialista y común en ambos hábitats. Por otra parte, las Esmeraldas, con picos cortos y rectos, se localizaron principalmente en la vegetación sabanoide, accediendo a flores con morfologías generalistas (Fig. 3).

A pesar de que los hábitats de selva y sabana difieren en el ensamble de plantas y en la dinámica de cada red, ambas comunidades están interconectadas por las mismas especies de colibríes, formando una sola red de interacción mutualista, de baja conectividad, pero alta especialización (Izquierdo-Palma et al., 2021). Por una parte, las morfologías de las flores muestran un gradiente de especialización, de generalistas a especialistas, siendo la correspondencia morfológica es un estructurador importante de la red; un patrón similar podría esperarse en otros sistemas tropicales planta-colibrí. Por otra parte, la variedad de formas de corolas y picos puede promover la segregación de nicho y conducir a una organización modular de todo el ensamble de la Selva Lacandona (Maruyama et al., 2014). La segregación de nicho consiste en que las diferentes especies de colibríes no solapan completamente sus fuentes de alimentación, por lo que no todas las flores son visitadas por los mismos colibríes, esto disminuye la competencia por flores y promueve su coexistencia. Ambas especies de Ermitaños parecen ser especies clave en su hábitat debido a su relación asimétrica con sus plantas. Mientras que los dos Ermitaños pueden acceder a varias especies de plantas, muchas de éstas solo pueden ser visitadas por una única especie de Ermitaño debido a que sus flores presentan una exclusividad morfológica para un solo tipo de pico. En este sentido, la pérdida de ambas especies de Ermitaños conllevaría a la extinción potencial de 19 especies de plantas debido a la falta de especies de colibríes con formas de pico redundantes. La conservación de la heterogeneidad espacial será clave para evitar cascadas de extinciones en estas frágiles comunidades.

Referencias

• Bascompte J, Jordano P. 2007. Plant-animal mutualistic networks: the architecture of biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 38:567–593 DOI 10.1146/annurev.ecolsys.38.091206.095818.

• Izquierdo-Palma J, Arizmendi MC, Lara C, Ornelas JF. 2021. Forbidden links, trait matching and modularity in plant-hummingbird networks: Are specialized modules characterized by higher phenotypic floral integration? PeerJ  9:e10974 DOI 10.7717/peerj.10974

• Maglianesi, MA, Blüthgen N, Böhning-Gaese K, Schleuning M. 2014. Morphological traits determine specialization and resource use in plant–hummingbird networks in the Neotropics. Ecology 95:3325–3334 DOI 10.1890/13-2261.1.

• Maruyama PK, Vizentin-Bugoni J, Oliveira GM, Oliveira PE, Dalsgaard B. 2014. Morphological and spatio-temporal mismatches shape a Neotropical savanna plant-hummingbird network. Biotropica 46:40–747. DOI 10.1111/btp.12170.

Reseña de los autores

Jaume Izquierdo-Palma Estudiante de doctorado del Posgrado en Ciencias Biológicas, Laboratorio de Ecología, UBIPRO, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). jaizpa.1988@gmail.com. Licenciado en biología por la Universidad de Barcelona, España (UB) y con maestría en Biodiversidad en la especialidad de Biología de la Conservación y Gestión de la Biodiversidad (UB). Actualmente estoy terminado de redactar mi tesis doctoral sobre redes de interacciones planta-colibrí en la Selva Lacandona titulada: “Consecuencias ecológicas del patrón conductual de los colibríes en la comunidad de plantas que visitan en la Selva Lacandona de Chiapas, México”. Mis intereses se centran en las redes de interacción planta-polinizador en ecosistemas tropicales (factores estructuradores, drivers de interacción, cascadas de extinciones, …) utilizando a los colibríes como organismos modelo y con especial énfasis en la conservación de los organismos y su hábitat.

María del Coro Arizmendi (coro@unam.mx). Egresada de la Facultad de Ciencias de la UNAM como Bióloga. Sus estudios de posgrado los realizó en el Centro de Ecología, también en la UNAM. Su investigación se ha centrado en la ecología, evolución y conservación de las aves y particularmente los colibríes. Es profesora investigadora de tiempo completo en la Facultad de Estudios Superiores Iztacala de la UNAM, de donde ahora también es directora. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores con el nivel II. Ha impartido más de 60 cursos a nivel licenciatura y posgrado. Ha dirigido 64 estudiantes de licenciatura y posgrado tanto en la UNAM como en otras instituciones. Su excelencia en trabajos de investigación se ve reflejada en sus 74 publicaciones en revistas internacionales, 12 libros y 32 capítulos de libros. Gracias a su profundo conocimiento de ecología de las aves, y su compromiso y entusiasmo en el trabajo con estudiantes, ha permitido sentar bases sólidas para el mejor conocimiento de nuestros recursos y contribuir a la disposición de estrategias para su conservación.

Juan Francisco Ornelas Investigador Titular D, Instituto de Ecología, A.C. (INECOL), Xalapa, Veracruz, México. francisco.ornelas@inecol.mx. Biólogo (UAA), con maestría y doctorado en Ecología y Biología Evolutiva por la University of Arizona (UofA). Soy investigador en la Red de Biología Evolutiva en el Instituto de Ecología A.C., un Centro Público de Investigación perteneciente al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT). Pertenezco al Sistema Nacional de Investigadores (Nivel III). Mi investigación se centra en el estudio de las interacciones entre plantas y sus flores y su historia evolutiva, con mayor énfasis en sistemas del bosque mesófilo de montaña y especies de muérdagos Psittacanthus. He publicado >125 artículos revisados por pares y recibí el Premio NAPPC Pollinator Advocate Award (2009) por mérito a la contribución en la investigación sobre la importancia de los polinizadores y su conservación otorgado por la North American Pollinator Protection Campaign (NAPPC), Washington, DC. Soy miembro electo de la American Ornithologists’ Union (2010), editor asociado de Ornithology (antes The Auk: Ornithological Advances) y miembro fundador de la Sociedad Científica Mexicana de Ecología, A.C. (SCME).

Carlos Lara Investigador Titular B, Centro de Investigación en Ciencias Biológicas, UATx, Tlaxcala, México. carlosalberto.lara@uatx.mx. Egresado por la BUAP en Biología, con estudios de doctorado en Ecología y Manejo de Recursos Naturales (INECOL, A.C.). Investigador del Laboratorio de Ecología de la Conducta perteneciente al Centro de Investigación en Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Tlaxcala. Soy miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II). Utilizo a las aves (en específico a los colibríes) como modelo de estudio para hacer preguntas sobre su ecología, conducta e interacciones con las plantas. Me interesa explorar estos aspectos tanto en ambientes antropizados como en áreas naturales protegidas. He publicado ca. 90 artículos revisados por pares y dirigido 43 tesis (12 de licenciatura, 24 de maestría y 7 de doctorado). Soy Editor Asociado de la Revista Mexicana de Ornitología, Huitzil, y de la Revista Mexicana de Biodiversidad.

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La interacción planta-animal es una de las más complejas y singulares, en algunas ocasiones es una relación de beneficio mutuo entre individuos de diferentes especies, siendo la polinización sumamente importante.  La relación planta-animal en los nopales, Opuntia spp. (Cactaceae), se caracteriza por la estrecha interacción entre las especies del género con abejas nativas, algunas interrelaciones indican un co-evolución, es decir, una evolución influenciada por ambas partes, abejas y nopales. Ecológicamente, la variación de las flores, en colores y formas, ha favorecido la evolución en paralelo de polinizadores eficientes y en ocasiones especialistas, acuñado el término de síndromes de polinización, que se basa en la idea de que la morfología actual de las flores es producto de su historia evolutiva con un grupo particular de polinizadores. El acoplamiento de la polinización es estrecho en algunos casos, pero en otros, es solo una hipótesis, y en la familia Cactaceae los síndromes de polinización descritos son quiropterofilia (murciélagos), ornitofilia (aves), falenofilia (mariposas nocturnas) y frecuentemente, la melitofilia (abejas). La frecuencia y la similitud de visitantes florales de Opuntia streptacantha Lem. (nopal cardón) fue evaluada en una población, al sur del Desierto Chihuahuense.  Este nopal nativo de México es arborescente, con tallos (cladodios) obovados y frutos jugosos, sujeta a cosecha en sus poblaciones silvestres y cultivadas, y con dos morfos florales: amarillo o anaranjado. La observación sistemática de los visitantes de ambos morfos florales y una red de interacción a la cual se le evaluaron varias métricas fueron empleados para determinar si difieren las especies visitantes entre los morfos florales. Ambos morfos florales presentan un síndrome de melitofilia, visitados principalmente por abejas, las visitas difieren en frecuencia y en ciertas especies exclusivas de cada morfo floral (Fig. 1.). El morfo amarillo presenta una mayor frecuencia de visitas y dos visitantes exclusivos (Macrotera sp. y Melissodes sp.) y el anaranjado solo registró un visitante exclusivo (Archilocus sp.). En general, la interacción en la red (Fig. 2), no se encontró una tendencia hacia alguno de los morfos florales, el visitante que mayor fuerza tuvo en la red de interacción fue Apis mellifera, lo cual apoya que la abeja europea explota una amplia variedad de plantas, lo cual posiblemente tenga un impacto negativo, ya que esta especie no suele ser un polinizador eficiente (aquellos que logran tomar una cantidad significativa de polen y depositarlo sobre el estigma de la otra flor, para llevar a cabo la reproducción) en las plantas nativas. Es probable que la existencia de ambos morfos florales en O. streptacantha puede estar directamente relacionada con la diferencia en la frecuencia y el flujo de polen de los visitantes florales, debido al alto intercambio de polen y a un composición similar de visitantes que suelen presentar las especies del género Opuntia en los  sitios donde se encuentran diferentes especies. 

Referencias

• Grant, V. & P.D. Hurd (1979). Pollination of the southwestern Opuntias. Plant Systematics and Evolution 133: 15-28. 
• Johnson, S.D & K.E. Steiner (2000). Generalization versus specialization in plant pollination systems Trends Ecology Evolution. 15: 190-193.
• Mandujano, M.C, I. Carrillo-Ángeles, C. Martínez-Peralta & J. Golubov (2010). Reproductive Biology of Cactaceae. En: Desert Plants: Biology and biotechnology K.G. Ramawat (ed.). Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg.
• Manzanarez-Villasana. G. (2020). Variación morfológica y algunos aspectos de la ecología de la polinización en los morfos florales en Opuntia streptacantha Lem. (Cactaceae). Tesis de licenciatura. Facultad de Ciencias-unam, Ciudad de México, México.
• Munguía-Soto, E.O. (2016). Facilitación en la polinización por abejas especialistas y generalistas del semidesierto queretano Tesis de Maestría. Universidad Autónoma de México, Unidad Iztapalapa, Ciudad de México, México.
• Santos, G.M.D.M., C.M. Aguiar. J. Genini., C.F. Martins, F.C. Zanella & M.A. Mello (2012). Invasive africanized honeybees change the structura of native pollination networks in brazil Biological invasions 14(11): 2369-2378.

Reseña de los autores

Gerardo Manzanarez Villasana fk_villasana@ciencias.unam.mx Biólogo por la Facultad de Ciencias, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Estudiante de Maestría en el Posgrado de Ciencias Biológicas, UNAM. Interesado en la ecología evolutiva, la ecología de la biodiversidad y las redes de interacción planta-animal. Actualmente es parte del grupo de trabajo de la Dra. María C. Mandujano del Instituto de Ecología, UNAM. Ha impartido el curso “Introducción a R y su aplicación a la biología” junto al M. en C. José A. Aranda-Pineda y ha participado en diversos congresos nacionales y en grupos de divulgación científica. 

María del Carmen Mandujano Sánchez mcmandujano@iecologia.unam.mx Bióloga por la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM-X), Doctora en Ecología por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), con posdoctorado en genética de poblaciones en New Mexico State University (NMSU). Es investigadora titular C del Departamento de Ecología de la Biodiversidad, Instituto de Ecología, UNAM, y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI-III). Sus líneas de investigación son la ecología de poblaciones-demografía, interacciones planta-polinizador-florívoro y facilitación, ecología genética, evolución de historias de vida y sistemas reproductivos en plantas. Sus estudios están enfocados principalmente a cactáceas y especies invasoras en zonas áridas, siendo el Desierto Chihuahuense su sitio predilecto de estudio. El objetivo de sus investigaciones es estudiar las causas y consecuencias de los cambios numéricos de las poblaciones naturales, utilizando la información demográfica con fines de conservación y manejo, e incorporando un enfoque evolutivo en el estudio de la diversidad de las historias de vida. Actualmente participa en diversas revistas en el área de ecología, es editora de Cactáceas y Suculentas Mexicanas, y miembro de la Sociedad Científica Mexicana de Ecología, Ecological Society of America y European Society for Evolutionary Biology, entre otras. Imparte cursos de licenciatura y posgrado en la UNAM y otras Universidades en México. Participa activamente en la formación de recursos humanos, y cuenta con alrededor de 60 alumnos graduados bajo su dirección académica.

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Las enfermedades infecciosas emergentes (EIDs) son uno de los factores de pérdida de biodiversidad más importantes de la actualidad. La quitridiomicosis, causada por el hongo Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) es una EIDs que afecta a los anfibios. Este patógeno, de relativamente reciente detección (1998) es en adición a la degradación y destrucción de los hábitats un factor causante de la desaparición de especies y declinamiento de poblaciones de anfibios. Tan sólo en Latinoamérica, la quitridiomicosis ha afectado negativamente a las poblaciones de 43 especies de anfibios, principalmente en Costa Rica y Panamá (Lips et al., 2006). Algunas especies y numerosas poblaciones de anfibios han sido erradicadas por este hongo y su impacto se asocia a las condiciones del cambio climático y al continuo deterioro y destrucción de los hábitats por las actividades humanas. En México, el Bd se ha registrado en 50 especies de anfibios hasta el 2015.

La microbiota bacteriana de la piel de los anfibios es considerada como parte del sistema inmune y de los factores extrínsecos de los anfibios que los protege mediante la producción de metabolitos antifúngicos (Brucker et al., 2008). Como otros sistemas inmunes, se ha hipotetizado que las diferencias en la composición de esta microbiota es responsable de las diferentes respuestas que presentan los individuos a la enfermedad. Sin embargo, se conoce poco sobre las comunidades microbianas naturales de piel en individuos sanos de anfibios y sí éstas conforman un sistema de defensa a la colonización de B. dendrobatidis.

En un estudio realizado en la Reserva de la Biosfera de Mariposa Monarca, México con dos especies de anfibios, la salamandra Ambystoma rivulare y la rana Rana neovolcanica (Fig. 2, Nava-González et al. 2020) se encontró que las dos especies presentaron comunidades bacterianas diferentes, pero en ambas especies las bacterias dominantes fueron las mismas (géneros Pseudomonas y Streptrophomonas) del filum Proteobacteria. Estos dos géneros de bacterias han sido reportados como inhibidores de la intensidad de la infección de Bd en otras especies de anfibios (Muletz-Wolz et al., 2017).

Un resultado interesante fue que un alto porcentaje de individuos sanos de A. rivulare y R. neovolcanica fueron positivos para Bd sugiriendo que el Bd coexiste sin producir señales aparentes de enfermedad o muerte. Este es un ejemplo de que la abundancia de bacterias inhibitorias de Bd  en la piel de los anfibios puede ser una defensa biológica importante que limita la intensidad de la infección. El moderado declive de los anfibios registrado en las elevaciones altas (> 3000 m) alrededor del planeta quizá sean el resultado en parte a estas interacciones.  Se ha hipotetizado que las bajas temperaturas a estas altitudes modulan la relación patógeno-microbioma, por lo que el balance en las interacciones hospedero-patógeno y condición enzoótica pueden ser afectados por incrementos en temperatura asociados al cambio climático.

Referencias

• Brucker, R.M., Harris, R. N., Schwantes, C.R., Gallaher, T.N., Flaherty, D.C., Lam, B.A., & Minbiole, K.P.C. (2008). Amphibian Chemical Defense: Antifungal Metabolites of the Microsymbiont Janthinobacterium lividum on the Salamander Plethodon cinereus. Journal of Chemical Ecology 34(11): 1422–1429. http://doi.org/10.1007/s10886-008-9555-7

• Lips, K.R., Brem, F., Brenes, Reeve, J.D., Alford, R.A., Voyless, J., & Collins, J.P. (2006). Emerging infectious disease and the loss of biodiversity in a Neotropical amphibian community. Proceedings of the National Academy of Sciences 103(9): 3165-3170 1–6.

• Mulet-Wolz, C. R., DiRenzo, G. V., Yarwood, S. A.,  Campbell Grant, E. H.; Fleischer, R. C., & Lips, K. R. 2017. Antifungal bacteria on Woodland slamander skin exhibit high taxonomic diversity and geographic variability. Applied and Environmental Microbiology 83e00186-17.

• Nava-González, B.A., Suazo-Ortuño, I. Parra-Oleam, G., López-Toledo, L. &  Alvarado-Díaz, J. (2020). Batrachochytrium dendrobatidis infection in amphibians from a high elevation habitat in the trans-Mexican volcanic belt. Aquatic Ecology  54: 75-87. DOI 10.1007/s10452-019-09727-y.

Reseña de las autoras

Bisbrian Alhelí Nava-González (bang097@gmail.com) estudió la Licenciatura en Biología, la Maestría en el Programa Institucional de Maestría en Ciencias Biológicas y el Doctorado en el Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, pertenecientes en la UMSNH.                                                             

Ireri Suazo-Ortuño (ireri.suazo@gmail.com) estudió la Licenciatura en Biología y la Maestría en Conservación y Manejo de Recursos Naturales en la UMSNH. Es Doctora en  Ciencias por el Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM. Ha sido Directora de 35 tesis de licenciatura, 16 tesis de maestría y cuatro de doctorado. Ha sido autora o coautora de diversos artículos científicos, de divulgación y libros o capítulos de libros. Trabaja en tres líneas de investigación y generación del conocimiento: ecología de poblaciones y comunidades animales, ecología alimenticia y efecto de estresores ambientales sobre parámetros poblacionales, fisiológicos y morfológicos de las especies animales. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel I, Investigador del Estado de Michoacán por el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología y es profesor Perfil PRODEP.

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La papaya (Carica papaya L) posee tanto poblaciones silvestres como variedades domesticadas (Figura1). Se conoce que las poblaciones silvestres de esta especie poseen alta diversidad genética (Chávez-Pesqueira et al.,2014; Chávez-Pesqueira y Núñez-Farfán, 2016), así como, tolerancia a un mayor rango de condiciones ambientales, como la sequía, que las variedades comerciales (domesticadas) de papaya, al tener un mejor ajuste fisiológico (Estrella-Maldonado et al., 2021).

En México, las poblaciones silvestres de papaya se distribuyen en diferentes ambientes que abarcan condiciones de alta y baja humedad (Figura 2), lo que podría sugerir la existencia de individuos silvestres adaptados a las diferentes condiciones ambientales; esto resulta de gran interés, ya que se podrían identificar y seleccionar individuos para ser utilizados en programas de mejoramiento genético y conferir características de tolerancia a las variedades domesticadas de papaya (tolerancia a condiciones de sequía, por ejemplo). Sin embargo, para lograr identificar individuos silvestres con características útiles, es necesario realizar diferentes estudios que evalúen las características genéticas, fisiológicas, morfológicas, así como experimentos de jardín común o de trasplantes recíprocos (por mencionar algunos).

Dada la capacidad de la papaya silvestre para adaptarse a diferentes ambientes (Figura 3), se considera un recurso genético importante para las variedades domesticadas de la especie. La alta variabilidad genética contenida en las poblaciones silvestres es resultado de miles de años de evolución natural; lo cual contrasta con la menor variabilidad genética presente en las variedades domesticadas (Chávez-Pesqueira y Núñez-Farfán, 2017), debido a que ésta se ve afectada por el proceso evolutivo de domesticación, donde sólo se selecciona una fracción de la variabilidad genética de los individuos silvestres de los cuales se originaron las plantas domesticadas. Esta baja en la variabilidad genética puede ocasionar que las variedades domesticadas sean más susceptibles a cambios en su ambiente, como, por ejemplo, efectos del cambio climático o presencia de nuevas plagas y enfermedades, lo que puede amenazar la producción agrícola. Por lo tanto, la identificación e inclusión de individuos silvestres con características útiles en los programas de mejoramiento genético podría ayudar a incrementar la diversidad genética y capacidad de adaptación del cultivo para hacer frente a cambios ambientales, como el posible aumento de eventos de sequía previstos por el cambio climático global (Hajjar y Hodgkin, 2007; Dempewolf et al., 2017).

Desgraciadamente, muchas actividades antropogénicas, como la deforestación de las selvas y las actividades ganaderas y agrícolas, tienen un efecto negativo en el mantenimiento de las poblaciones de parientes silvestres. Se sabe que la reducción y el aislamiento de las poblaciones silvestres de papaya provoca pérdida de su variabilidad genética lo cual pone en riesgo su conservación a largo plazo (Chávez-Pesqueira et al., 2014). Por ello, en nuestro grupo de investigación estamos trabajando para generar información que ayude a mejorar las estrategias de conservación y manejo de este importante recurso genético, así como la identificación de individuos silvestres con características de interés (tolerancia a factores bióticos y abióticos) que puedan ser útiles en programas de fitomejoramiento de variedades que puedan hacer frente a los cambios ambientales que están por venir. 

Referencias

• Chávez-Pesqueira, M., Núñez-Farfán, J., 2017. Domestication and Genetics of Papaya: A Review. Front. Ecol. Evol. 5, 1–9. https://doi.org/10.3389/fevo.2017.00155
• Chávez-Pesqueira, M., Núñez-Farfán, J., 2016. Genetic diversity and structure of wild populations of Carica papaya in Northern Mesoamerica inferred by nuclear microsatellites and chloroplast markers. Ann. Bot. 118, 1293–1306. https://doi.org/10.1093/aob/mcw183
• Chávez-Pesqueira, M., Suárez-Montes, P., Castillo, G., Núñez-Farfán, J., 2014. Habitat fragmentation threatens wild populations of Carica papaya (Caricaceae) in a lowland rainforest. Am. J. Bot. 101, 1092–1101. https://doi.org/10.3732/ajb.1400051
• Dempewolf, H., Baute, G., Anderson, J., Kilian, B., Smith, C., Guarino, L., 2017. Past and future use of wild relatives in crop breeding. Crop Sci. 57, 1070–1082. https://doi.org/10.2135/cropsci2016.10.0885
• Estrella-Maldonado, H., Ramírez, A.G., Ortiz, G.F., Peraza-Echeverría, S., Martínez-De la Vega, O., Góngora-Castillo, E., Santamaría, J.M., 2021. Transcriptomic analysis reveals key transcription factors associated to drought tolerance in a wild papaya (Carica papaya) genotype. PLoS One 16, e0245855. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245855
• Hajjar, R., Hodgkin, T., 2007. The use of wild relatives in crop improvement: A survey of developments over the last 20 years. https://doi.org/10.1007/s10681-007-9363-0
• Núñez-Farfán, J., Chávez-Pesqueira, M., Wegier, A., Casas, A., Álvares, V., 2017. Análisis Para La Determinación de Los Centros de Origen y Diversidad Genética de Carica Papaya (Caricaceae). Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, Informe final, SNIB-CONABIO proyecto No. WQ003. Ciudad de México. Dentro del proyecto “Generación y recopilación genética”, financiado por la Dirección General del Sector Primario y Recursos , pp. 1–45.

Reseña de los autores

Pedro Jesús Ruiz-Gil, pedro.ruiz@cicy.mx. Ingeniero agrónomo egresado de la Universidad Popular de la Chontalpa. Realizó su maestría en el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY). Actualmente estudia el doctorado en el CICY bajo la asesoría de la Dra. Mariana Chávez-Pesqueira. Sus principales intereses son los parientes silvestres de especies domesticadas como recursos genéticos.

Mariana Chávez Pesqueira, mariana.chavez@cicy.mx. Bióloga egresada de la Facultad de Ciencias de la UNAM. Realizó su maestría y doctorado en el Instituto de Ecología, UNAM, en el Posgrado de Ciencias Biológicas. Cuenta con un posdoctorado en la Universidad de Toronto. Actualmente es investigadora titular A del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) y perteneces al nivel I del SNI. Sus principales intereses de investigación son la ecología, evolución y conservación de los parientes silvestres de especies domesticadas de origen mesoamericano.

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