Variación adaptativa en rasgos de historia de vida y fisiólógicos de un artrópodo terrestre a lo largo de gradientes geográficos.

Abstract

Los gradientes ambientales son comunes en la naturaleza y normalmente tienen un gran efecto en los patrones biogeográficos en todos los niveles de organización. Los ejemplos incluyen gradientes de temperatura y precipitaciones. La escala espacial de los gradientes varía desde escalas locales, tales como una montaña, hasta continentales, tales como los gradientes latitudinales. Del mismo modo, la variación fenotípica intraespecífica es evidente sobre una amplia escala geográfica, por ejemplo cuando comparamos poblaciones que están a lo largo de un gradiente geográfico. Estas diferencias pueden ser el resultado de plasticidad fi.notipica y/o diferenciación genética. La diferenciación genética de rasgos de historia de vida y fisiológicos a menudo es atribuida a una adaptación de largo plazo por selección natural. En contraste, la plasticidad fenotípica puede reflejar respuestas fisiológicas directas a factores ambientales (p.c. temperatura); ésta puede ser adaptativa, pero no necesariamente. Es por lo anterior que separar y repartir los efectos genéticos y ambientales de la variación fenotípica es ineludible para entender sus implicancias ecológicas y evolutivas. Antes de separar los componentes de la variación interpoblacional es necesario conocer la biología reproductiva y la fisiología básica del modelo de estudio como también la magnitud de la variación fenotípica intrapoblacional ante un cambio en el ambiente, es decir, la extensión de la plasticidad fenotípica. Posteriormente, es preciso establecer y cuantificar el patrón de variación fenotípica interpoblacional ante un gradiente ambiental (latitudinal y altitudinal) en rasgos cercanos a la adecuación biológica de los individuos (i.e. fisiológicos y de historia de vida). Con los antecedentes previos, el objetivo principal de esta tesis fue predecir el potencial para que la selección natural efectúe cambio evolutivo en rasgos relacionados a la adecuación biológica en especies naturales y responder si este potencial varía a lo largo de un gradiente ambiental. Este objetivo se llevó a cabo mediante un extensivo estudio comparativo tanto de terreno como de laboratorio en aspectos de la ecología reproductiva y evolutiva del isópodo terrestre Porcellio laevis (Crustacea: Isopoda: Porcellidae), en varias poblaciones a lo largo de gradientes geográficos en Chile. En general, los resultados muestran que el isópodo terrestre P. laevis en Chile posee características reproductivas particulares que concuerdan, pero con variaciones, con la biología reproductiva de esta especie en otras zonas geográficas y posee un alto costo de reproducción, resaltando que es un período crítico en el ciclo de vida de estos organismos. Además, esta especie muestra una amplia variación intraespecífica en rasgos fisiológicos y de historia de vida a través de las poblaciones locales a lo largo de gradientes geográficos. Los resultados indican que la variación en rasgos fisiológicos podrían explicar en alguna medida las diferencias en los rasgos de historia de vida entre poblaciones, esto debido a que fue demostrado un aumento del rendimiento reproductivo de las hembras hacia altas latitudes consistente con un descenso en el metabolismo de mantención. Mi estudio concluye que gran parte de esta variación es una manifestación de diferencias genéticas debido a adaptación local y una pequeña parte es debido a plasticidad fenotípica. La extensión de la plasticidad fenotípica varía entre poblaciones confirmando que la plasticidad es un rasgo adaptativo y presente mayormente en poblaciones que habitan ambientes heterogéneos. El potencial microevolutivo es alto para los rasgos de historia de vida estudiados y es afectado dependiendo el contexto ambiental de cada población, en este estudio, la heredabilidad es baja en poblaciones que tienen un contexto ambiental más predecible y constante y es mayor en poblaciones donde el ambiente es variable, debido a que ésta actuaría como un tampón ante la selección natural. Finalmente, destaco que sólo separando y cuantificando los efectos ambientales (i.e. efectos matemos, efectos ambientales residuales) y genéticos de la variación fenotípica intraespecífica se comprenderán las causas y consecuencias de la diferenciación poblacional. y en esto descansa el corazón de la ecología evolutiva y de la genética cuantitativa.