Título

DETERMINANTES GENÉTICAS Y ECOLÓGICAS DEL POTENCIAL INVASOR DE POBLACIONES DE ÁFIDOS INTRODUCIDAS EN CHILE

Código

C04B01

Área

CIENCIAS DE LA VIDA

Duración

3 años

Organismo de Contraparte de CONICYT : ECOS

Año de la Convocatoria : 2004

Sitio Web del Proyecto

Resumen del Proyecto

Durante el último siglo, el hombre ha sido el causante de una masiva redistribución de organismos. El desarrollo de la agricultura y el incremento del intercambio económico han sido los principales agentes causantes de la destrucción de muchas barreras naturales que impedían el intercambio de especies y poblaciones. De este modo, se han favorecido las invasiones biológicas, causantes de una reducción de la biodiversidad tanto a una escala comunitaria como ecosistémica.

En los últimos diez años, el estudio del impacto de las especies invasoras sobre las especies nativas y sobre el funcionamiento de las comunidades y los ecosistemas se ha intensificado, evidenciándose que las invasiones biológicas son un componente significativo del cambio global. La mayoría de los estudios se han centrado en la búsqueda de estrategias de manejo que reduzcan los impactos negativos de las introducciones biológicas. Sin embargo, hoy en día se reconoce una escasez de estudios científicos básicos orientados a entender los mecanismos involucrados en los procesos de colonización, establecimiento y dispersión de las especies introducidas en un nuevo hábitat.

Las especies introducidas recientemente y que rápidamente colonizan vastas zonas geográficas con variadas condiciones eco-climáticas, ofrecen una gran oportunidad para descifrar los mecanismos evolutivos de corto plazo involucrados en el proceso de invasión. Dado que estos procesos ocurrirían más rápido que en sistemas nativos, las invasiones pueden considerarse como verdaderos experimentos naturales, permitiendo entender procesos biológicos complejos tales como la adaptación y evolución de una especie en un nuevo hábitat, y su interacción con otras especies.

Históricamente, las invasiones biológicas han sido estudiadas como eventos impredecibles, dado que corresponderían a uno o unos pocos episodios precisos durante los cuales una parte de un área de origen pasa a estar en conexión con una nueva área favorable. Este supuesto puede ser probado usando marcadores genéticos que identifiquen las vías de invasión, estimando así el número de introducciones. Por otra parte, la estructura genética de las poblaciones introducidas es profundamente afectada por los efectos fundadores y por las características biológicas y genéticas de los organismos fundadores. En particular, el modo de reproducción de los colonizadores es un elemento clave en el desenlace de la invasión, dado que por una parte condiciona el éxito de las introducciones (las especies clonales tienen una mayor capacidad invasora respecto a las especies sexuales, debido a su alta tasa de multiplicación y a la ausencia de dificultades en la búsqueda de un conespecífico con el cual aparearse), y por otra determina la estructura genética de las poblaciones. El origen y las características genéticas de las poblaciones introducidas pueden ser estudiadas usando marcadores genéticos, particularmente aquellos altamente polimórficos como los microsatélites. Estos marcadores permiten caracterizar la estructura genética de una población, y han probado ser muy útiles en el estudio de las dinámicas tanto espaciales como temporales de las poblaciones introducidas, así como en la identificación de sus poblaciones originarias.

Los áfidos (Hemiptera: Aphididae) son insectos fitófagos de amplia distribución que frecuentemente constituyen plagas debido a su alta tasa de reproducción y a su capacidad para transmitir viruses fitopatogénicos. Los áfidos poseen una variedad de modos de reproducción, desde partenogénesis cíclica (alternancia de varias generaciones partenogenéticas con una única generación sexual) hasta partenogénesis obligada (partenogénesis permanente con exclusiva aparición de hembras partenogenéticas). En Chile, todas las especies de áfidos que constituyen plagas agrícolas y forestales son introducidas, con un modo de reproducción en el que aparentemente predomina la asexualidad. Luego de su introducción, los áfidos fueron rápidamente los causantes de severos daños en las plantaciones, invadiendo tanto especies cultivables como silvestres. Resultados previos para algunas especies de áfidos en Chile han mostrado una baja diversidad genética y una alta heterocigosidad en sus poblaciones respecto a lo observado en poblaciones potencialmente originarias, sugiriendo que la partenogénesis obligada sería el modo de reproducción preponderante en los áfidos introducidos. En consecuencia, se espera que este fenómeno también sea observado para otras especies de áfidos introducidas, una característica que sería consecuencia de un fuerte efecto fundador seguido por reproducción asexual.

Con el fin de determinar el potencial invasor de áfidos de importancia económica, este proyecto estudia las características genéticas de algunas especies de áfidos introducidas a Chile. Se hipotetiza que el éxito relativo en la conquista de un nuevo hábitat en áfidos introducidos que constituyen plagas está principalmente determinado por su modo de reproducción y por su plasticidad fenotípica. Para someter a prueba esta hipótesis, se determinarán y compararán (i) las propiedades genético-poblacionales, y (ii) algunos rasgos de historia de vida (rango de hospederos, desempeño, modos de reproducción, niveles de resistencia a insecticidas) de las especies de pulgones introducidas en Chile respecto a lo observado en zonas originarias. Se enfatizará tanto una aproximación genético poblacional basada en marcadores moleculares, así como una aproximación ecológica a nivel individual en el campo y bajo condiciones controladas de laboratorio. Además, se determinará el posible origen de las poblaciones de áfidos introducidos en Chile, comparando la identidad genotípica de los genotipos chilenos con los genotipos de áfidos provenientes de distintas zonas geográficas alrededor del mundo.

Proyectos asociados

Proyecto FONDECYT 1050644 a Christian Figueroa C.

Proyecto FONDECYT 1040675 a Claudio C. Ramírez