Macroecología de las interacciones planta-herbívoro y la viabilidad poblacional en el árbol relicto Prunus lusitanica L.

Abstract

La comprensión de las causas y consecuencias de la variación geográfica de rasgos ecológicos a lo largo del rango de distribución de una especie es un tema central en biología evolutiva y biogeografía, pero aún permanece poco estudiado. Además, el contexto histórico en esta variación no ha sido suficientemente considerado. El presente trabajo examina, desde una aproximación multi-escala, los procesos responsables de la variación geográfica en las interacciones planta-herbívoro y la viabilidad poblacional, usando como especie de estudio el árbol relicto del Terciario Prunus lusitanica L. Este trabajo ha incluido cuatro tipos de estudios: i) trabajo de campo en ecofisiología vegetal y herbivoría, ii) experimentos de invernadero combinando tratamientos de sombra y herbivoría, iii) análisis de compuestos químicos en hojas y iv) combinación de técnicas macroecológicas como modelos de distribución de especies con datos ecológicos y genealógicos a gran escala. Los resultados muestran que la gran variabilidad geográfica en los rasgos de las interacciones planta-herbívoro y la viabilidad poblacional en P. lusitanica responde a factores bióticos como la presión de herbivoría y abióticos como la calidad del hábitat actuando a distintas escalas espaciales, pero también a diferencias en la historia de colonización de las diversas poblaciones y regiones. Así, este trabajo destaca el relevante papel de los factores históricos en la determinación de los patrones ecológicos actuales. Además, los resultados muestran una alta plasticidad fenotípica de P. lusitanica frente a factores estresantes simultáneos bióticos y abióticos, lo cual contribuye a explicar su continuada persistencia en escenarios climáticos contrastados.

Understanding the causes and consequences of rangewide geographical variation in ecological processes is a central issue in evolutionary ecology and biogeography. However, it has been poorly addressed due to difficulties of collecting detailed ecological data at large spatial scales. Moreover, the historical context has not been widely considered in this variation. The present study examines, from a multi-scale approach, the processes underlying the geographical variation in ecological patterns namely plant-herbivore interactions traits and population performance, using as a study species the Tertiary relict tree Prunus lusitanica L., a paradigmatic example of the ancient subtropical flora of the Mediterranean Basin. The study comprised four types of approaches: i) ecological fieldwork on plant ecophysiology and herbivory damage, ii) greenhouse experiments combining shade and herbivory treatments, iii) laboratory analyses of leaf chemical compounds and iv) combination of macroecological techniques such as species distribution modelling with rangewide ecological and population genealogy data. Results showed that the high variability in plant-herbivore interaction traits and population performance across the range of P. lusitanica responded to distinct abiotic (such as habitat quality) and biotic (such as herbivory pressure) factors acting at different spatial scales, but also to differences in colonization history across populations and regions, highlighting the role of historical factors at determining present-day ecological patterns. Additionally, this study showed a large phenotypic plasticity of P. lusitanica in order to cope with simultaneous biotic and abiotic stresses, which contribute to explain its long persistence under contrasting climatic regimes.