Axel Gualdoni Becerra
Polinización, Biología Floral, Sistema reproductivo, Conservación, Áreas Protegidas
Resumen
La invasión de especies exóticas y el cambio climático son factores claves que ponen en peligro la biodiversidad nativa. En algunos planes de conservación y manejo de áreas protegidas, se reintroducen especies de plantas nativas sin considerar su biología reproductiva, la presencia de sus polinizadores o la competencia por ellos con las especies exóticas. Esto es fundamental, ya que en las especies autoincompatibles, la polinización es una interacción biológica mutualista indispensable para el mantenimiento de sus poblaciones, por lo que su estudio brinda información necesaria para implementar medidas de manejo. La Reserva Ecológica Costanera Sur (CABA) es un área natural protegida de reciente formación, producto de una modificación antrópica de la línea de costa del Río de la Plata, donde conviven especies nativas y exóticas. Hace 10 años se inició un plan de restauración ecológica que implicó la forestación de un sector con especies nativas. Con el objetivo de evaluar el efecto de la cofloración de las especies exóticas sobre la polinización de las especies nativas, durante este trabajo se están registrando caracteres y visitantes florales (identidad, frecuencia, actividad en las flores) mediante observaciones y capturas en un conjunto de especies exóticas y nativas coexistentes y coflorecientes, analizando posteriormente su carga polínica. Se estiman índices de diversidad de ensambles de visitantes, así como identidad y proporciones del polen transportado. En base a los resultados obtenidos se evaluarán las consecuencias de la cofloración de especies exóticas y nativas en este ensayo de restauración de especies nativas.
Introducción
Esta presentación se enmarca en mi tesis de licenciatura en curso en el laboratorio de Sistemática y Biología Reproductiva que es parte del Departamento de Biología y Biodiversidad Experimental de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires y del Instituto de Micología y Botánica (UBA-CONICET).
La polinización genera mundialmente 153 mil millones de euros anuales (Gallai et al., 2009) siendo fundamental para los cultivos consumidos, ya que, por ejemplo, el 84% de los cultivos consumidos en Europa son polinizados por insectos (Williams, 1994). Al referirse al impacto sufrido sobre la biomasa de insectos debido a la actividad antrópica, se ha llegado a perder un 75% de dicha biomasa en 27 años en áreas protegidas (Hallmann et al., 2017), siendo relevante considerar que dicho estudio se realizó en 63 áreas protegidas de Alemania y no en áreas fuertemente antropizadas.
El impacto antropogénico sobre los sistemas de polinización ocurre principalmente de tres maneras: mediante el cambio del uso del suelo, incluyendo la deforestación y la fragmentación de hábitats naturales que interfieren con la dinámica poblacional de plantas y animales y sus interacciones (Steffan-Dewenter et al. 2001), mediante la introducción de plantas y polinizadores exóticos en ecosistemas naturales que interfieren en la dinámica de las poblaciones naturales (Memmott & Waser, 2002) y mediante el calentamiento global que, producto del aumento en el dióxido de carbono atmosférico, la producción floral como también su longevidad son alteradas (Osborne et al. 1997). Del mismo modo son perturbados los períodos de floración y actividad de los polinizadores debido a un aumento de la temperatura global (Price & Waser, 1998; Kluser & Peduzzi, 2007).
En los ambientes donde crecen plantas exóticas y nativas, cuando éstas comparten polinizadores y sus floraciones (y antesis) se superponen, generalmente las primeras afectan negativamente la polinización de las últimas (Cariveau & Norton, 2009; Moragues & Traveset, 2005; Montaldo et al., 2017). Sin embrago, también se ha documentado que las especies exóticas pueden tener un efecto neutro (Kaiser-Bunbury & Müller, 2009; Montaldo et al., 2017), e incluso pueden llegar a facilitar la polinización de las nativas (Memmott & Waser, 2002; Traveset, 2015), dependiendo de las especies en cuestión (Morales & Traveset, 2005; Montaldo et al., 2017).
Las consecuencias negativas pueden incluir una reducción de frecuencia de visitas e interferencia polínica heteroespecífica (Matsumoto et al., 2010). Estos efectos resultan críticos en aquellas especies autoincompatibles, que dependen totalmente de los polinizadores para su reproducción sexual y, consecuentemente, para la generación de variabilidad genética y el mantenimiento de poblaciones diversas.
La competencia por polinizadores puede tener efectos asimétricos (Campbell & Motten, 1985) y, según simulaciones, resultar en una rápida exclusión de una de las especies (Waser, 1978). El tipo de efecto dependerá de la actividad de los visitantes florales en cada especie de planta (Campbell & Motten, 1985), de la zona de deposición del polen, de la calidad y cantidad de la recompensa (Yanagizawa & Gottsberger, 1983), de la abundancia relativa de la oferta floral, de la distribución espacial, disponibilidad y accesibilidad de las recompensas, entre otros factores (Handel, 1983). Si se quiere analizar el efecto de la co-ocurrencia de especies en la polinización de cada una, los factores arriba mencionados deben ser tenidos en cuenta y analizados en conjunto.
El desafío actual de los biólogos que estudian la polinización es integrar sus resultados con los ecólogos de la restauración para asegurar una polinización sustentable en los ecosistemas en restauración (Menz, 2011). La restauración ecológica es el proceso de asistir el restablecimiento de un ecosistema que se ha degradado, dañado o destruido (Society for Ecological Restoration International Science & Policy Working Group, 2004). La restauración de los ecosistemas fortalece la capacidad y la resiliencia de las redes de polinización (Kaiser-Bunbury, 2017).
La Reserva Ecológica Costanera Sur (RECS) es un área natural protegida de 350 ha, de reciente formación, producto de una modificación antrópica de la línea de costa de la ciudad de Buenos Aires realizada a fines de la década de 1970. La progradación de la línea de costa se realizó mediante albardones de relleno dispuestos en forma de cabo y posterior relleno con refulado del río de la Plata (Marcomini & López, 2004). Desde entonces fue colonizada naturalmente por especies de plantas nativas características de las ecorregiones Delta e Islas del Paraná, Pampa y Espinal, así, como exóticas introducidas por el humano y naturalizadas en la región (Faggi & Cagnoni 1987; Sirolli & Kalesnik, 2011, 2015).
La importancia de dicha reserva se enmarca en el hecho que la Ciudad Autónoma de Buenos Aires dispone solamente de 5,13 m2 de espacio verde per cápita (Brust, 2019) cuando la Organización Mundial de la Salud recomienda un mínimo de 9 m2 per cápita (WHO, 2012) y que el porcentaje de pastizales resguardados por el Sistema de Áreas Naturales Protegidas dentro de la ecorregión pampeana argentina es de simplemente 0,3% (Bilenca & Miñarro, 2004).
Además de aquellas especies nativas que lograron colonizar y establecerse naturalmente en la reserva, se realizaron plantaciones en el marco de programas de restauración ecológica. Uno de los lugares con mayor intensidad de plantación de especies nativas corresponde al sector en recuperación ex COVIMET donde se implantaron especies del espinal y ribereñas en los años 2006 y 2007. Pasados más de 10 años, muchos de esos individuos florecen regularmente y conforman, junto a los ejemplares exóticos que crecieron espontáneamente, un sistema oportuno para realizar estudios de interacciones entre plantas nativas y exóticas.
Mi tesis de licenciatura se inscribe en un proyecto que tiene como objetivo estudiar la biología reproductiva de plantas con interés de conservación en la ribera del río de La Plata. El análisis de las interacciones en la biología floral de especies nativas y exóticas permitirá comprender en qué medida las últimas pueden afectar a las primeras. Asimismo, se podrá indagar si la incorporación de ejemplares nativos podría competir con los exóticos y disminuir su éxito reproductivo y, en consecuencia, ejercer algún tipo de control en plantas con gran capacidad invasora. La polinización de las plantas constituye un suceso crítico en la continuidad de las poblaciones ergo, su estudio permite tomar medidas de manejo que aseguren su conservación en el tiempo. La ribera del río de la Plata ha sufrido importantes modificaciones antrópicas, aunque también se formaron nuevos ecosistemas naturales que fueron colonizados rápidamente. La RECS constituye un ejemplo de esto último y el estudio de los factores que afectan el éxito reproductivo de las plantas nativas es relevante para cumplir los objetivos para la que fue declarada. Las especies a estudiar en el sistema planteado son coincidentes en muchas otras áreas cercanas por lo que los resultados del presente plan serán relevantes al contribuir al conocimiento e implementación en futuros proyectos de conservación a nivel regional.
Materiales y Métodos
Se cuenta con observaciones realizadas durante enero 2019, diciembre 2019 y enero 2020 (verano 2019 y 2020), realizando un muestreo sistemático de medidas repetidas de los visitantes florales de trece especies coflorescientes durante dicho período en el micrositio del ex COVIMET. Durante días soleados se registró cada hora durante 15 minutos, desde las 9hs a las 17hs la identidad y frecuencia de los visitantes florales tomando una pareja de especies exótica-nativa por día. Se estimaron índices de diversidad de los ensambles de visitantes.
A su vez, se capturaron algunos visitantes florales para su posterior análisis de carga polínica mediante su extracción de polen, posterior microacetólisis (Genise et al., 1990), observación y clasificación mediante microscopía óptica. Para esto fue necesario elaborar previamente una palinoteca de los morfotipos polínicos de las plantas en flor en el área durante diciembre y enero y, para ello, se herborizaron ejemplares de cada especie en estudio para realizar preparados palinológicos de referencia mediante acetólisis (Erdtman, 1959).
Los ejemplares capturados se observarán con microscopio estereoscópico y se realizarán preparados histológicos del polen portado en cada zona del cuerpo, procesado mediante microacetólisis y se observará al microscopio óptico, registrando los tipos polínicos y las cantidades relativas. (Figura 1 como ejemplo de los métodos utilizados para la obtención de los resultados parciales obtenidos).
Resultados parciales
Debido a la pandemia de público conocimiento, los análisis en el laboratorio de la identidad de los visitantes florales así como también el análisis de la carga polínica transportada por ellos tuvo que ser postergado hasta que las condiciones de aislamiento social, preventivo y obligatorio dispongan una mayor flexibilidad y se permita el acceso a los laboratorios de investigación por parte de los tesistas de licenciatura.
Durante el año 2019 se analizó la interacción en la polinización en una pareja de especies exótica-nativa de las muestreadas durante enero 2019, siendo la especie nativa Acacia bonariensis y la exótica naturalizada Melilotus albus las seleccionadas. Se identificaron cuatro grupos funcionales de visitantes, siendo estos: Apis mellifera (Orden Hymenoptera: Familia Apidae); Polybia scutellaris (O. Hymenoptera: F. Vespidae); F. Muscidae y F. Syrphidae (O. Diptera); y F. Staphylinidae (O. Coleoptera). Siendo los primeros tres grupos funcionales de visitantes compartidos por ambas especies. (Figura 2).
A. mellifera fue el visitante floral más frecuente en ambas especies (98% de las visitas a la exótica y 50% a la nativa), visitó 3 veces más la exótica que la nativa y transportó en promedio más polen (relación 793 a 1 de granos de polen de la especie exótica con respecto a otros morfotipos polínicos vs. una relación 20 a 1 de granos de polen de la especie nativa con respecto a otros morfotipos polínicos). (Figuras 3 y 4). La diversidad del ensamble de visitantes florales de ambas especies fue, según el índice de Shannon-Wienner entre 7,8 y 10,1 veces mayor en la nativa que en la exótica. El resto de los índices del ensamble estimados se muestran en la Tabla 1.
Discusión y Conclusiones
La diversidad y la equitatividad de visitantes florales fueron mayores en la especie nativa que en la exótica siendo la relación entre la diversidad de la especie nativa con respecto a la exótica de 10,1 a 1 un día de muestreo y de 7,8 a 1 el otro día. La equitatividad tuvo un comportamiento similar siendo su relación 8 a 1 un día y 6,2 a 1 el otro. El índice de Similitud Cuantitativo de Czekanowski obtenido para ambos días fue bastante similar siendo de 40,8% y 47,3% por lo tanto podría considerarse que los ensambles de visitantes entre ambas especies no son tan similares (dado que en ambos casos la similitud entre ambos ensambles fue menor al 50%).
No obstante, la frecuencia de visita del grupo funcional que transportó más polen (con una relación de 3 a 1), el número de granos de polen transportados (73 mil vs 700) y su relación con respecto al siguiente morfotipo (relación 123 a 1 vs 40 a 1), fueron notoriamente superiores que en el caso de la especie exótica.
Al analizar los resultados de una campaña en una sola pareja de especies exótica nativa se obtiene que la cofloración de Melilotus albus estaría afectando negativamente la polinización de Acacia bonariensis en la Reserva Ecológica Costanera Sur principalmente mediante una posible deposición de polen intraespecífico sobre los estigmas de la especie nativa por parte de los polinizadores, afectando su éxito reproductivo.
Cabe mencionar que dichos resultados son producto del análisis de una única campaña y el análisis de la interacción de una sola pareja de especies exótica-nativa. Se prevé el análisis de cinco parejas más del área, elegidas estratégicamente por su proximidad, cofloración simultánea y síndrome de polinización comparando las dos campañas entre sí.
Análisis posteriores de los muestreos a campo deben ser realizados para poder estudiar el efecto ejercido por las especies exóticas con crecimiento espontáneo sobre las especies nativas en un área natural restaurada con implantación de especies nativas. Es fundamental tener en cuenta la polinización de las especies ya que ésta influirá directamente en el éxito reproductivo y la dinámica poblacional de las especies nativas en posteriores planes de restauración y conservación.
Referencias
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