Dissecting ecological and evolutionary mechanisms underlying invasiveness of plantsusing brassica nigra as a model plant

Resumen

Son numerosas las hipótesis que explican los mecanismos que afectan al éxito y establecimiento de las plantas invasoras. Esas hipótesis incluyen: 1) hibridación como consecuencia de introducciones de distintos genotipos de diferente procedencia, 2) alelopatía, 3) novel weapons hypothesis (la ventaja de tener un sistema novedoso de ataque y/o defensa), 4) escape de enemigos especialistas, 5) evolución para incrementar la capacidad competidora, 6) invasional meltdown (sinergia entre invasoras) y 7) cambio en el sistema defensivo. A pesar de que la biología de la invasión ha sido objeto de numerosas investigaciones, algunas de estas hipótesis no han sido rigurosamente testadas. Durante los capítulos que componen esta tesis doctoral, se han puesto a prueba alguna de estas hipótesis, utilizando Brassica nigra como modelo de estudio. B. nigra es una crucífera precedente del Norte de África, Europa y Asia, siendo invasora en América del Norte. Para empezar, en el capítulo 1 se presenta una introducción general de las investigacioens realizadas. En el capítulo 2, se realiza un estudio filogeográfico sobre esta planta, para desarrollar los siguientes objetivos: (1) identificar la procedencia de las poblaciones invasoras de América del Norte, (2) determinar si hubo introducciones múltiples o procede de un único evento de introducción, y (3) comparar la diversidad genética entre poblaciones invasoras y autóctonas. En el capítulo 3 fue testada la hipótesis 5, de las mencionadas anteriormente. Específicamente, se estudió la evolución y diversidad de los compuestos químicos defensivos de B. nigra como adaptación a la invasión. Para ello se partió de dos predicciones, la primera, que las poblaciones invasoras presentan baja diversidad de glucosinolatos (un grupo de compuestos químicos para la defensa ante depredadores). La segunda, dada la baja diversidad de glucosinolatos mencionados anteriormente, las poblaciones invasoras suelen sufrir más ataques por herbívoros cuando son sembradas en las zonas nativas. En el capítulo 4, se testó la hipótesis del cambio en el sistema defensivo de especies invasoras, específicamente se estudiaron las siguientes predicciones: (a) las poblaciones invasoras, al encontrase en zonas con depredadores generalistas, suelen tener más defensas cualitativas y menos defensas cuantitativas, ya que las defensas cualitativas son más eficaces frente a los depredadores generalistas; (b) las poblaciones invasoras presentan alta resistencia y baja tolerancia al daño por herbívoros en comparación con las poblaciones nativas; y (c) las poblaciones invasoras suelen presentar una baja supervivencia, crecimiento y tasa reproductiva cuando son dañadas por herbívoros presentes en las zonas nativas. Por otra parte, en el capítulo 5, se testó si las poblaciones invasoras de B. nigra evolucionaron para incrementar su capacidad competidora con presencia y ausencia de herbívoros. Para terminar, en el capítulo 6, ser realizó un meta-análisis para comparar los efectos de los herbívoros vertebrados e invertebrados sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas procedentes de poblaciones invasoras y nativas. En este último capítulo se testó la hipótesis de la sinergia entre especies invasoras. Finalmente, en el capítulo 7 se ha realizado una discusión general, resumiendo y destacando los resultados más importantes obtenidos, comparándolo con otras investigaciones similares.