Variabilidad intraespecífica regional y continental en Trichloris crinita (Poaceae) : aspectos de su nicho ecológico y diferenciación genética relevantes para la restauración de pastizales

Abstract

Trichloris crinita es una gramínea perenne, con una distribución natural disyunta entre regiones áridas y semiáridas cálidas de Sudamérica y Norteamérica. La especie es promovida en ambos subcontinentes para la restauración de pastizales, aunque sin que se hayan investigado integralmente sus características en ambas regiones. El objetivo de la tesis es caracterizar y comparar los ambientes que T. crinita habita en toda su distribución, y evaluar la variabilidad existente entre poblaciones a escala regional y continental en caracteres relevantes para la restauración (p.ej. capacidad de establecimiento, adaptación a estrés, características genéticas). Los resultados señalaron que las poblaciones de T. crinita de Sudamérica y Norteamérica presentan diferencias en su nicho climático, ocupando la especie un nicho más restringido y en ambientes más áridos y cálidos en la segunda región que en la primera. Además, se constató que el patrón de diferenciación de nicho entre subcontinentes es la norma para el conjunto de especies disyuntas que habitan regiones áridas cálidas de ambos subcontinentes (25 especies además de T. crinita). Para nuestra especie foco, también se encontró diferenciación en el nicho fundamental de regeneración, i.e. requerimientos de temperatura y tolerancia al estrés osmótico durante la germinación y en plántulas. En general, la mayor parte de la diferenciación entre poblaciones ocurrió dentro de cada subcontinente, y en menor medida entre subcontinentes. Nuestros análisis genéticos de secuencias de ADN y microsatélites sugirieron que las poblaciones de Sudamérica y Norteamérica habrían divergido hace relativamente poco tiempo, luego del Último Máximo Glacial ocurrido hace ~21000 años. Por su parte, los ensayos de siembra a campo mostraron que el establecimiento de las poblaciones difirió según el ambiente de siembra, no presentando siempre las poblaciones ‘locales’ el mejor resultado. Las mezclas de poblaciones disminuyeron la variabilidad en el establecimiento de T. crinita a campo, comparado con las siembras de iguales cantidades de semilla de poblaciones individuales. Estos resultados permiten tener por primera vez una mirada a escala continental de los recursos genéticos de la especie, sentando parte de las bases necesarias para su uso en restauración.

Trichloris crinita is a perennial grass with a disjunct natural distribution between hot arid and semi-arid regions of South America and North America. The species is promoted in both subcontinents for rangeland restoration, but its trait variation has not been fully evaluated yet. The objective of this thesis is to compare and contrast the environments that T. crinita inhabits throughout its distribution, and to evaluate the variability between populations at the regional and continental scales in aspects relevant to restoration (e.g. establishment capacity, adaptation to stress, genetic characteristics). Results showed that the populations of T. crinita present differences in their climatic niche, occupying a more restricted niche and in more arid and hotter environments in North America than in South America. It was also found that this pattern of niche differentiation is the norm for the entire set of disjunct species that inhabit hot arid regions of both subcontinents (25 species in addition to T. crinita). Differentiation was also found in the regeneration niche, i.e. temperature requirements and tolerance to osmotic stress during germination and when seedlings. In general, most of the differences between populations occurred within each subcontinent, and to a lesser extent between subcontinents. Microsatellite and DNA-sequence analyses suggest that the populations of South and North America would have diverged relatively recently, after the Last Glacial Maximum ~21,000 years ago. On the other hand, field-sowing trials showed that the establishment of the populations differed according to the sowing environment, with the 'local' populations not always presenting the best result. Population mixtures of T. crinita had a reduced variability (increased stability) in field establishment, compared to planting an equivalent total number of seeds from individual populations. Overall, these results contribute to a broader perspective at the genetic resources of the species on a continental scale, laying part of the necessary foundations for its use in restoration.