Variación fenotípica de caracteres vegetativos y reproductivos de Hesperoyucca whipplei (Asparagaceae) en Baja California, México

Phenotypic variation of vegetative and reproductive traits of Hesperoyucca whipplei (Asparagaceae) in Baja California, Mexico

Melissa Michelle Alvarez Mexia (2024)

La variación fenotípica hereditaria de diferentes órganos de las plantas se ha relacionado con adaptaciones para tolerar el ambiente abiótico y mantener relaciones ecológicas. Específicamente se ha planteado que los órganos vegetativos de las plantas están bajo selección por disponibilidad de agua o luz, mientras que la variación de rasgos florales en especies con polinización zoocórica está fuertemente influenciada por sus polinizadores. Esto sugiere que la fortaleza de la covariación fenotípica entre órganos vegetativos y florales puede ser diferente dependiendo del estrés ambiental considerado. Según la hipótesis de Berg, las plantas con sistemas de polinización especializados desvinculan la morfología floral de la variación fenotípica en los caracteres vegetativos debido a la presión selectiva del polinizador. Se probó esto en la yuca de chaparral, Hesperoyucca whipplei, ya que se distribuye en diferentes ambientes a lo largo de la península de Baja California, y es polinizada únicamente por la polilla Tegeticula maculata. Esperamos que la heterogeneidad ambiental afecte principalmente a los niveles de variación fenotípica de los órganos vegetativos de las poblaciones de H. whipplei, causando cambios en la morfología entre poblaciones. Sin embargo, dada la polinización obligada, esperamos que la variación de los rasgos florales sea menor que la variación de sus rasgos vegetativos. Para probarlo, se tomaron datos morfométricos vegetativos y reproductivos de 202 individuos en 16 localidades. Los resultados mostraron amplia variación fenotípica en los caracteres vegetativos y reproductivos no florales y una menor variación fenotípica en los caracteres florales, especialmente el pistilo, con el cual interactúa directamente el polinizador. La temperatura y precipitación influyeron significativamente en la variación de la altura total de la planta y sobre los pétalos y pistilo en las flores. Se detectó una asociación entre los caracteres vegetativos y los reproductivos no florales, mientras que no se encontró una relación con los caracteres florales. A partir de esto se identificaron dos módulos fenotípicos altamente integrados, uno vegetativo y uno floral, lo que respalda la hipótesis de Berg y sugiere que experimentan presiones de selección diferentes. Nuestros hallazgos resaltan como la variación fenotípica en poblaciones de plantas es modulada por condiciones ambientales e interacciones ecológicas.

Hereditary phenotypic variation of different plant organs has been related to adaptations that allow them to tolerate the abiotic environment and maintain ecological relationships with other organisms. Specifically, it has been proposed that the vegetative organs of the plants are under selection due to the availability of water or sunlight, while the variation of floral traits in species with zoochoric pollination is strongly influenced by their pollinators. This suggests that the strength of the phenotypic co-variation between vegetative and floral organs may be different depending on the environmental stress considered. According to Berg's hypothesis, plants with specialized pollination systems dissociate floral morphology from phenotypic variation in vegetative traits due to selective pressure from the pollinator. The chaparral yuca, Hesperoyucca whipplei, is a good model to test this, since it is distributed in different environments along the Baja California peninsula, and this plant is pollinated only by the Tegeticula maculata moth. We expect that environmental heterogeneity primarily affects the levels of phenotypic variation of the vegetative organs of H. whipplei populations, causing changes in morphology between populations. However, given the obligatory pollination by the moth, we expect that the variation in the floral traits will be lesser than the variation in their vegetative traits. To test this, vegetative and reproductive morphometric data were taken from 202 individuals in 16 locations. The results showed wide phenotypic variation in vegetative and non-floral reproductive traits and lower phenotypic variation in floral traits, especially the pistil, which directly interacts with the pollinator. Temperature and precipitation significantly influenced the variation of the total height of the plant and on the petals and pistil in the flowers. An association was detected between vegetative and non-floral reproductive characters, while no relationship was found with floral characters. From this, two highly integrated phenotypic modules, one vegetative and one floral, were identified, which supports Berg's hypothesis and suggests that they experience different selection pressures. Our findings highlight how phenotypic variation in plant populations is modulated by environmental conditions and ecological interactions.

Tesis de maestría

Baja California, Hesperoyucca whipplei, hipótesis de Berg, variación fenotípica Baja California, Berg’s hypothesis, Hesperoyucca whipplei, phenotypic variation BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ECOLOGÍA VEGETAL ECOLOGÍA VEGETAL