Los secretos del árbol de papel a la luz de la genética

Elizabeth Narváez   Revista DESAFÍO - Quito   July 2004


Aproximación molecular a las relaciones genéticas del género Polylepis en el Ecuador

En el Ecuador, la mayoría de zonas forestales están siendo devastadas por el aumento de asentamientos humanos y proyectos de infraestructura, lo cual está produciendo una erosión genética en las poblaciones naturales, causando a largo y/o corto plazo la pérdida de especies. Un claro ejemplo de esto es la pérdida de poblaciones naturales del género Polylepis, nombre común Quenoa o árbol de papel.

Polylepis (Foto 1) posee alrededor de 20 especies de arbustos y árboles de pequeño y mediano tamaño, restringido a los altos Andes formando por lo general pequeños parches de bosque (Kessler, 1995, 2000; Fjeldså y Kessler, 1996). Está distribuido desde el norte de Venezuela hasta el norte de Argentina y Chile; la mayor diversidad de especies está en el Centro-Oeste de Sudamérica (Ecuador, Perú y Bolivia) y ocupan diferentes nichos ecológicos con relación a elevación y humedad.

En el Ecuador se encuentran en forma natural siete especies de Polylepis: P. incana, P. pauta, P. reticulata, P. sericea, P. weberbaueri, P. microphylla y P. lanuginosa (Romoleroux, 1996). De estas, tres especies son endémicas. Polylepis se encuentra entre los 2 700 y 4 300m.s.n.m y el mismo hábitat, mientras otras tienen una distribución más limitada. La formación de híbridos es común entre especies que comparten hábitats o se encuentran en zonas de simpatría, donde se ha reportado la existencia de híbridos (Romoleroux, 2000).

Esta condición limita el análisis sistemático tradicional por medio de caracteres morfológicos debido a que éstos son muy plásticos y pueden presentar adaptaciones puntuales a condiciones ambientales particulares. Adicionalmente, la facilidad de hibridación entre especies en este género amerita un mayor estudio sobre el estado genético actual de las poblaciones debido a que esta condición podría generar erosión genética considerando que tres de las especies (P. microphylla, P. weberbaueri y P. lanuginosa) son endémicas, cuyo estado es calificado como vulnerable y que el tamaño de sus poblaciones es pequeño.

Entre los problemas graves que enfrentan los bosques de este género son las quemas, la deforestación y por más contradictorio que parezca, la reforestación. Las primeras dos actividades afectan de manera drástica la abundancia y distribución de los bosques mientras que la reforestación mal realizada, sembrando especies no locales o incluso introducidas como el caso de P. racemosa del Perú, crearía nuevas zonas de simpatría donde se produzcan introgresiones con la consecuente pérdida de recursos genéticos.

Lizarzaburu (2002) realizó una primera aproximación al análisis filogenético molecular de las especies ecuatorianas utilizando PCR-RFLP de un segmento de ±2400 pb del gen cloroplástico trnK, Este trabajo no mostró polimorfismos entre las especies, aunque sí las diferenció con relación al grupo externo conformado por dos especies del género Acaena. Este estudio no pudo aclarar las relaciones dentro del género debido a la baja variabilidad obtenida probablemente porque Polylepis, al igual que muchas plantas de páramo, es de evolución lenta. De esta manera se recomendó la aplicación de la técnica de AFLPs (Polimorfismos en la longitud de fragmentos amplificados) debido a su gran utilidad tanto para esclarecer las relaciones genéticas entre especies como para estudios poblacionales. Esta técnica permite visualizar un gran número de polimorfismos entre individuos, permitiendo determinar la identidad del ADN de una muestra específica al igual que establecer el parentesco entre individuos.

Metodología

Troya et al. (2003) utilizaron un kit de AFLPs de Invitrogen( para probar 12 combinaciones de primers escogidas en función de estudios previos realizados en géneros relacionados: Prunus, Rubus y Fragaria (Rosaceae). Los AFLPs nos dan como resultado un patrón único para cada individuo, lo que vendría a ser como una huella única de identificación. Las 12 combinaciones produjeron un total de 477 bandas en total, de las cuales 269 (56,4%) se observaron en cinco combinaciones escogidas en función de su claridad y nivel de información. De estas 269 bandas, el 69% son polimórficas, es decir que produjeron alrededor de 185 caracteres informativos, los cuales no dicen que si existe una separación entre las diferentes especies. A partir de esto, se eligieron tres combinaciones que se aplicaron en un conjunto de muestras que incluyeron a seis de las siete especies ecuatorianas. Se excluyó a P. lanuginosa dado que la calidad del ADN obtenido no permitió la adecuada amplificación de los AFLPs. De esta manera se obtuvo una primera aproximación molecular de las relaciones genéticas en el género.

Resultados

Las tres combinaciones produjeron un total de 132 fragmentos. Al realizar el análisis de agrupamiento basado en similitudes genéticas (UPGMA y neighbor joining) se observó la separación de las especies en agrupaciones sistemáticas específicas (Figura 1). Se respalda a nivel genético la separación de P. microphylla de P. weberbaueri propuesto por Romoleroux (1992) y se conserva el agrupamiento del grupo "reticulata" (Kessler 1995a). P. incana aparece como la especie más distante del grupo basal, confirmando también el estado de "más evolucionado". Sin embargo, el nivel de polimorfismo obtenido no es suficiente para establecer la diferenciación entre las especies P. pauta y P. sericea; esto sugiere un nuevo análisis con un mayor número de marcadores y un amplio muestreo poblacional para aclarar las relaciones entre estas dos especies que podrían considerarse como un grupo de especies dado que las muestras analizadas representan zonas de simpatría y parapatría.

Polylepis es un género muy poco estudiado, pero que por el contrario ha sido muy utilizado en la zona de los páramos y punas. Se conoce que los remanentes de estos árboles sirven como atrayentes de lluvias, hábitats de especies únicas de aves, rompevientos, entre otras cosas, por lo tanto al conocer más sobre este género podemos tratar de conservar los remanentes aún existentes, el agua y la diversidad de los páramos.

Glosario

Polimorfismo: Variación natural de un gen, secuencia de ADN o cromosoma que no tiene efectos adversos en los individuos y ocurre en una porción de la población en general.

Literatura citada

Fjeldså, J. y Kessler, M. 1996. Conserving biological diversity of Polylepis woodlands of highland of Peru and Bolivia. A contribution to sustainable natural resource management in the Andes. NORDECO, Copenhagen, Denmark.

Kessler, M. 1995. Present and potential distribution of Polylepis (Rosaceae) forest in Bolivia. Biodiversity and Conservation of Neotropical Montane Forest: 281-294.

Kessler, M. 2000. Diversidad, evolución y distribución del género Polylepis (Rosaceae). En: Resúmenes del I Congreso internacional de ecología y conservación de bosque de Polylepis. Pp. 25, Cochabamba, Bolivia.

Lizarzaburu, J. 2002. Filogenia de Polylepis (Rosaceae: Sanguisorbeae) en el Ecuador mediante PCR-RFLP y posición de Sanguisorbeae en Rosaceae. Tesis de Licenciatura, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador.

Lizarzaburu, J., Troya, A. M. y Narváez-Trujillo, A. 2003. Relaciones genéticas del género Polylepis (Rosaceae, Sanguisorbeae) en el Ecuador basadas en marcadores moleculares. En: Resúmenes del V Congreso de Botánica y II de Biodiversidad, Loja, Ecuador.

Romoleroux, K. 1992. Rosaceae in the páramos of Ecuador. En: Paramo an Andean Ecosystem under human influence (Baslev, H., Luteyn, J.L. eds) pp. 85-94, Academic Press San Diego, USA.

Romoleroux, K. 1996. Rosaceae. En: Flora of Ecuador. (Harling, G. y Anderson, L. eds.) No. 56. University of Gotenborg; Riksmuseum; Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Goterborg; Stockholm; Quito.

Romoleroux, K. 2000. Taxonomía, distribución y estado de conservación de Polylepis en el Ecuador. En: Resúmenes del I Congreso internacional de ecología y conservación de bosque de Polylepis. Pp. 33, Cochabamba, Bolivia.

Troya, A. M., Lizarzaburu, J. y Narváez-Trujillo, A. 2003. Selección de primers de AFLPs para estudios filogenéticos y poblaciones en Polylepis Ruiz & Pavon (Rosaceae, Sanguisorbeae). En: Resúmenes del V Congreso de Botánica y II de Biodiversidad, Loja, Ecuador.