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Evaluación de la diversidad

genética de 4 helechos en

peligro en Andalucía

Marta Nieto Lugilde, Ana González Robles, Inmaculada

López Flores y Víctor N. Suárez-Santiago

Granada, 19 de julio de 2010

Departamento de Botánica, Universidad de Granada

Ley 8/2003 de Flora y Fauna silvestresArtículo 25: Se crea el Catálogo Andaluz de Especies Amenazadas

Artículo 26:

CATEGORÍAS DE AMENAZA

Artículo 27:

OBLIGA A:

Extinto Plan de Reintroducción

Extinto en Estado Silvestre Plan de Reintroducción

En Peligro de Extinción Plan de Recuperación

Sensible a la Alteración del Hábitat Plan de Conservación del hábitat

Vulnerables Plan de Conservación y plan de protección de hábitat

De Interés Especial Plan de Manejo

¿Aspectos genéticos?

Contrato de Asistencia Técnica para la realización

de un estudio genético de algunas especies

vegetales del grupo Pteridófitos en peligro

Diplazium caudatumCulcita macrocarpa

Pteris incompleta Vandenboschia speciosa

Contrato de Asistencia Técnica para la realización

de un estudio genético de algunas especies

vegetales del grupo Pteridófitos en peligro

Objetivo Principal:

• Documentar diversidad genética y su distribución en poblaciones

andaluzas

Caracterización de microsatélites

Estudiar los niveles de variabilidad genética

Detectar y analizar posible estructuración de la variabilidad

genética

Identificación de entidades de interés para la gestión

Material Vegetal y Recolección

Taxon Poblaciones Núcleos Individuos

C. macrocarpa 6 12 429

D. caudatum 2 2 42

P. incompleta 3 3 131

V. speciosa 6 11 181

Recolección de todos los individuos (excepto juveniles e inaccesibles) o

muestra representativa (Culcita)

- Visita a la población natural de la especie.

- Identificación y marcaje (con etiquetas de aluminio) de cada

individuo.

- Toma de datos individuales

- Toma de muestra: 3-5 pinnas

- Envío mediante mensajería

- Registro en Base de datos

- Extracción de ADN

Ref Indiv: UTM: X:

Pobl: Y:

Núcl Pobl:

Dist Indiv Próx: Fecha:

Notas:

Fig. Etiqueta empleada para la

toma de datos de los

individuos muestreados

Aislamiento de Microsatélites

Fig. Esquema de la

estrategia de aislamiento de

loci microsatélites en las 4

especies estudiadas

ADN genómicoDigestión

Selección de tamañoLigación de adaptadores

Ligación vector-inserto

Transformación en bacterias

Selección de colonias

recombinantes

Confirmación y Selección de tamaño

por digestión o PCR

Secuenciación de clones positivos

Diseño de cebadores

Optimización

Aislamiento de Microsatélites

Tabla: Resultados del aislamiento de microsatélites. Se muestra el nº de colonias

seleccionadas y secuenciadas, del total de colonias obtenidas, que incorporaron plásmidos con

insertos, el nº de insertos con loci microsatélites, y el nº de loci microsatélites óptimos para el

diseño de cebadores.

C. macrocarpa D. caudatum P. incompleta V. speciosa

Colonias recombinantes

140 140 176 82

Insertos con SSR 73 77 114 39

SSR útiles 24 25 34 21

Diplazium caudatum (Cav.) Jermy(Woodsiaceae)

Andalucía:

Ley 8/2003: En Peligro de extinción

Lista Roja 2005: En Peligro Crítico

España:

Lista Roja 2008: Vulnerable2x=2n= 82

Recolecta:

-Censo actual: 50 individuos (+19%)

- Recolectados: 35 individuos (no juveniles ni inaccesibles)

Población Nº individuos

esperados

Nº individuos

observados

Nº individuos

colectados Código

Cabecera Río de la Miel 20 28 18 CRM

Canuto de Ojén Quesada 22 22 17 COQ

TOTAL 2 42 50 35 (70%)

Diplazium caudatum (Cav.) Jermy

Microsatélites:

- 6 polimórficos

de 25

-13 alelos (A=2.17)

-No desequilibrio

de ligamiento

Diplazium caudatum (Cav.) JermyMarcador Motivo Tipo de SSR (pb) Amplifica Polimórf

DC9 (AG)10(AC)2(TG)36 Compuesto 204 Si Si

DC21 (CA)30 Puro 173 No -

DC27 (GA)23 Puro 172 Si Si

DC40 (TG)26 Puro 179 Si No

DC45 (AC)25 Puro 189 Si ? DC48 (AC)39 Puro 250 Si ? DC57 (GT)30(GA)13 Compuesto 159 Si ? DC66A (AG)21 Puro 234 Si Si DC66B (AG)27 Puro 150 Si No DC77 (AG)25 Puro 182 Si Si DC80 (CT)11+(CT)23 Interrumpido puro 133 Si ? DC86 (AC)60 Puro 236 Si ? DC-AT2 (AG)22 Puro 228 Si No DC-AT12 (CT)15 Puro 164 Si Si DC-AT13 (GT)8 Puro 221 Si No DC-AT14 (AG)50(GT)6(CG)5+(AG)6 Interrumpido compuesto 247 Si No DC-AT17 (AG)18 Puro 225 Si Si DC-AT20 (AC)16+(AG)9 Interrumpido puro 306 Si No DC-AT22 (AG)23 Puro 220 Si No DC-AT25 (AG)13 Puro 170 Si No DC-AT30 (GT)12 Puro 189 Si No DC-AT33 (GT)23 Puro 207 No - DC-AT35 (CT)13 Puro 166 Si No DC-AT36 (AG)24(GT)10 Compuesto 250 No - DC-AT42 (CT)12 Puro 305 Si No

HT: 0.335; A= 2.17

Athyrium distentifolium (8 microsatélites): HT= 0.764, 93 alelos

A. filix-femina (isoenzimas): HE 23 pobl= 0.16-0.446


Population Code N Locus K(A) r Priv P95 Ho He F

Cabecera Río

de la Miel

CRM 18 DC9 2 2.000 0 0.000 0.299 1.000***

DC27 2 2.000 0 0.222 0.286 0.227

DC66A 2 1.996 0 0.111 0.203 0.460

DC77 2 1.998 0 0.118 0.214 0.458

DCAT12 1 1.000 0 0.000 0.000 -

DCAT17 1 1.000 0 0.000 0.000 -

Total 10(1.67) 1.667 0 0.67 0.075 0.167 0.558***

Canuto de Ojén

Quesada

COQ 17 DC9 2 2.000 0 0.000 0.254 1.000***

DC27 2 1.950 0 0.000 0.114 1.000*

DC66A 2 2.000 0 0.000 0.371 1.000***

DC77 3 3.000 1 0.063 0.607 0.900***

DCAT12 2 2.000 1 0.059 0.259 0.778*

DCAT17 2 2.000 1 0.077 0.323 0.769*

Total 13(2.17) 2.158 3 1 0.033 0.321 0.900***



Cabecera Río

de la Miel

CRM 18 DC9 2 2.000 0 0.000 0.299 1.000***

DC27 2 2.000 0 0.222 0.286 0.227

DC66A 2 1.996 0 0.111 0.203 0.460

DC77 2 1.998 0 0.118 0.214 0.458

DCAT12 1 1.000 0 0.000 0.000 -

DCAT17 1 1.000 0 0.000 0.000 -

Total 10(1.67) 1.667 0 0.67 0.075 0.167 0.558***

Canuto de Ojén

Quesada

COQ 17 DC9 2 2.000 0 0.000 0.254 1.000***

DC27 2 1.950 0 0.000 0.114 1.000*

DC66A 2 2.000 0 0.000 0.371 1.000***

DC77 3 3.000 1 0.063 0.607 0.900***

DCAT12 2 2.000 1 0.059 0.259 0.778*

DCAT17 2 2.000 1 0.077 0.323 0.769*

Total 13(2.17) 2.158 3 1 0.033 0.321 0.900***

Diversidad: COQ > CRM

- CRM: HE= 0.167, r = 1.67, P95= 0.67

- COQ: HE= 0.321, r = 2.16, P95= 1

Aporte de poblaciones a HT: 0.335[CT(K)= (HT-HT/K)/HT ]

- CRM: 20% vs COQ: 80%

Alelos Privados

- CRM: 0

- COQ: 3

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

250 251 186 188 250 252 201 202 210 162 170 225 227

DC9 DC27 DC66A DC77 DC-AT12 DC-AT17

CRM

COQ

*

*

*

Fig.: Frecuencia y distribución de los alelos en las 2 poblaciones de D. caudatum.

CRM: Cabecera Río de la Miel; COQ: Canuto de Ojén Quesada. : Alelos privados*




Cabecera Río

de la Miel

CRM 18 DC9 2 2.000 0 0.000 0.299 1.000***

DC27 2 2.000 0 0.222 0.286 0.227

DC66A 2 1.996 0 0.111 0.203 0.460

DC77 2 1.998 0 0.118 0.214 0.458

DCAT12 1 1.000 0 0.000 0.000 -

DCAT17 1 1.000 0 0.000 0.000 -

Total 10(1.67) 1.667 0 0.67 0.075 0.167 0.558***

Canuto de Ojén

Quesada

COQ 17 DC9 2 2.000 0 0.000 0.254 1.000***

DC27 2 1.950 0 0.000 0.114 1.000*

DC66A 2 2.000 0 0.000 0.371 1.000***

DC77 3 3.000 1 0.063 0.607 0.900***

DCAT12 2 2.000 1 0.059 0.259 0.778*

DCAT17 2 2.000 1 0.077 0.323 0.769*

Total 13(2.17) 2.158 3 1 0.033 0.321 0.900***

Diversidad: COQ > CRM

- CRM: HE= 0.167, r = 1.67, P95= 0.67

- COQ: HE= 0.321, r = 2.16, P95= 1

Aporte de poblaciones a HT: 0.335[CT(K)= (HT-HT/K)/HT ]

- CRM: 20% vs COQ: 80%

Déficit de Heterocigotos

- CRM: F= 0.558***

- COQ: F= 0.900***



Cabecera Río

de la Miel

CRM 18 DC9 2 2.000 0 0.000 0.299 1.000***

DC27 2 2.000 0 0.222 0.286 0.227

DC66A 2 1.996 0 0.111 0.203 0.460

DC77 2 1.998 0 0.118 0.214 0.458

DCAT12 1 1.000 0 0.000 0.000 -

DCAT17 1 1.000 0 0.000 0.000 -

Total 10(1.67) 1.667 0 0.67 0.075 0.167 0.558***

Canuto de Ojén

Quesada

COQ 17 DC9 2 2.000 0 0.000 0.254 1.000***

DC27 2 1.950 0 0.000 0.114 1.000*

DC66A 2 2.000 0 0.000 0.371 1.000***

DC77 3 3.000 1 0.063 0.607 0.900***

DCAT12 2 2.000 1 0.059 0.259 0.778*

DCAT17 2 2.000 1 0.077 0.323 0.769*

Total 13(2.17) 2.158 3 1 0.033 0.321 0.900***

Análisis de Identidad

- CRM:

indivs.: 1, 17

indivs.: 4, 5, 8, 9, 14, 16

indivs.: 6, 10, 18

indivs.: 12, 13

- COQ:

indivs.: 28, 31, 33, 34

indivs.: 24, 25

indivs.: 26, 27

- CRM-COQ:

indivs.: CRM3, CRM7, COQ21

First ID Loci typed Second ID Loci typed Matching loci

DC-COQ21 5 DC-CRM3 3 3

DC-COQ21 5 DC-CRM7 5 5

DC-COQ24 6 DC-COQ25 6 6








DC-CRM1 6 DC-CRM17 6 6






















ESTRUCTURACIÓN DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA

- FST= 0.426***; RST= 0.690***

- Nm (Wright, 1969)= 0.34; Nm (Barton & Slatkins, 1986)= 0.025

Partitioning Variance (%) F-statistic P

Among populations 46.1 FST = 0.461 < 0.001

Within populations 53.9

- AMOVA



- Asignación Poblacional

- K= 2

Clusters

Pop 1 2

CRM: 0.026 0.974

COQ: 0.713 0.287

Label Pop: Clusters

Cl1 Cl2

DCCRM1 1 : 0.025 0.975

DCCRM2 1 : 0.055 0.945

DCCRM3 1 : 0.041 0.959

DCCRM4 1 : 0.019 0.981

DCCRM5 1 : 0.019 0.981

DCCRM6 1 : 0.016 0.984

DCCRM7 1 : 0.049 0.951

DCCRM8 1 : 0.018 0.982

DCCRM9 1 : 0.018 0.982

DCCRM10 1 : 0.015 0.985

DCCRM11 1 : 0.033 0.967

DCCRM12 1 : 0.026 0.974

DCCRM13 1 : 0.026 0.974

DCCRM14 1 : 0.019 0.981

DCCRM15 1 : 0.035 0.965

DCCRM16 1 : 0.019 0.981

DCCRM17 1 : 0.025 0.975

DCCRM18 1 : 0.016 0.984

Label Pop: Clusters

Cl1 Cl2

DCCOQ19 2 : 0.273 0.727

DCCOQ20 2 : 0.275 0.725

DCCOQ21 2 : 0.046 0.954

DCCOQ22 2 : 0.923 0.077

DCCOQ23 2 : 0.081 0.919

DCCOQ24 2 : 0.394 0.606

DCCOQ25 2 : 0.392 0.608

DCCOQ26 2 : 0.984 0.016

DCCOQ27 2 : 0.983 0.017

DCCOQ28 2 : 0.973 0.027

DCCOQ29 2 : 0.984 0.016

DCCOQ30 2 : 0.934 0.066

DCCOQ31 2 : 0.972 0.028

DCCOQ32 2 : 0.983 0.017

DCCOQ33 2 : 0.971 0.029

DCCOQ34 2 : 0.973 0.027

DCCOQ35 2 : 0.984 0.016

Clusters

Pop 1 2

CRM: 0.085 0.915

COQ: 0.970 0.030

Indiv 19, 20, 21, 23, 24 y

25 como pertenecientes a

CRM



Diferenciación Genética CRM-COQ

6Km

Asignación Poblacional: 6 individuos de

COQ mejor explicados como de CRM

Nm CRM-COQ Aislamiento?

ENDOGAMIA (FIS= 0.558***, 0.90***)



Diferenciación Genética CRM-COQ

Efecto Fundador en CRM?

Loci monomórficos

Diversidad genética (HE CRM < ½ HE COQ)


TEST PARA CUELLOS DE BOTELLA RECIENTES

IAM SMM TPM

CRM 0.156 0.906 0.906

COQ 0.055 0.500 0.344

Probabilidades del Test de Wilcoxon para el exceso de heterocigosidad

NO CUELLO DE BOTELLA RECIENTE


Culcita macrocarpa C. Presl(Dicksoniaceae)

Andalucía:

- Ley 8/2003: En Peligro de extinción

-Lista Roja 2005: En Peligro Crítico

España:

- Lista Roja 2008: En Peligro

de extinción

Europa:

- Directiva Hábitats 92/43/CCE2x=2n= c.136

Población Núcleo

Intrapoblacional

Nº Individuos

esperados

Nº individuos

observados

Nº individuos

colectados Código

Almoraima 8810703 7 8 6 ALM8810703

Cabecera Río de la Miel 8856 5 4 3 CRM8856

88153 41 27 27 CRM88153

8814 15 11 4 CRM8814

889 200 120 45 CRM889

total 4 261 162 79

Canuto de Ojén Quesada 8828 2 0 0 COQ8828

Laja del Pinarejo 8830 46 46 30 PIN8830

8812000 10 25 20 PIN8812000

total 2 56 71 50

Río de la Miel 88146 30 15 14 RM88146

88118 15 15 15 RM88118

total 2 45 30 29

Sierra del Niño 8812002 15 15 11 SDN8812002

8812017 43 43 33 SDN8812017

total 2 58 58 44

TOTAL 5 12 429 327 208 (66.63%)

Recolecta:

-Censo actual: 327 indiv. (-23.8%)

- Pobl COQ extinta

- Recolectados: 208 indiv. (5 pobl, 11 núcl)

Culcita macrocarpa C. PreslMarcador Motivo Tipo de SSR (pb) Amplifica Polimórfico

CM1’A (GT)8 Puro 181 Si Si

CM8’A (GA)25 Puro 172 Si No

CM10 (CA)15 Puro 218 No -


CM21A (TG)7 Puro 160 Si No

CM21B (GT)7 Puro 182 Si Si

CM23 (GA)26 Puro 194 Si No

CM25 (AG)11 Puro 219 Si No

CM29A (CT)29 Puro 224 Si No

CM33 (TG)27(AG)23 Compuesto 190 No -

CM35 (AG)17 Puro 92 Si Si

CM37’ (GA)14 Puro 244 Si No

CM42 (CA)12 Puro 317 Si No


CM96’A (AG)31 Puro 117 Si NO

CM-AT1 (AG)15(GT)17(AG)2 Compuesto 170 Si Si

CM-AT8 (AG)26 Puro 186 Si No

CM-AT9 (CT)26 Puro 236 Si No

CM-AT11 (GT)18(AG)9 Compuesto 154 Si No



CM-AT19 (CT)9CG(CT)22 Compuesto 151 Si No

CM-AT30 (AG)15 Puro 130 Si ?

CM-AT45 (AG)22(AC)16 Compuesto 165 Si ?

Microsatélites:

- 4 polimórficos

de 24

-Desequilibrio

de ligamiento:

CM1’a-CM35

(pobl CRM; p= 0.014)

Culcita macrocarpa C. Presl

HT: 0.1805; 9 alelos, A= 2.25

C. macrocarpa Galicia (isoenzimas): HT= 0 (Quintanilla et al., 2007)

Sistema reproductor: Autogamia (incl. Automixis); reproducción vegetativa

Population Code N K(A) r Priv P99 Ho He F

Almoraima ALM 8 4(1) 1 0 0 0 0 -

Cabecera Río de la Miel CRM 79 6(1,5) 1.061 0 0.25 0.0035 0.0104 0.6667**

Laja del Pinarejo PIN 50 6(1,5) 1.093 1 0.5 0.0162 0.0161 -0.0075

Río de la Miel RM 29 5(1,25) 1.127 0 0.25 0.0086 0.0250 0.6585*

Sierra del Niño SDN 44 6(1,5) 1.351 1 0.5 0.0358 0.0897 0.60424***


Population Code N K(A) r Priv P99 Ho He F

Almoraima ALM 8 4(1) 1 0 0 0 0 -

Cabecera Río de la Miel CRM 79 6(1,5) 1.061 0 0.25 0.0035 0.0104 0.6667**

Laja del Pinarejo PIN 50 6(1,5) 1.093 1 0.5 0.0162 0.0161 -0.0075

Río de la Miel RM 29 5(1,25) 1.127 0 0.25 0.0086 0.0250 0.6585*

Sierra del Niño SDN 44 6(1,5) 1.351 1 0.5 0.0358 0.0897 0.60424***

Diversidad: SDN > RM > PIN > CRM > ALM

- SDN: HE= 0.0897, r = 1.351, P99= 0.5

- RM: HE= 0.0250, r = 1.127, P99= 0.25Déficit de Heterocigotos


Análisis de Identidad: 18145 comparaciones

11425 relación total de genotipos multilocus

Pobl Genot-I Genot-II Genot-III Genot-IV Genot-V Genot-VI Genot-VII Genot-VIII

ALM 8 - - - - - - -

CRM 72 - - - - 1 - -

PIN 44 - 1 - 2 - - -

RM - 27 - - - 1 1 -

SDN 27 - 4 4 - - - 1

149 27 5 4 2 2 1 1

Nº individuos por población compartiendo genotipos multilocus



- FST= 0.859***; RST= 0.8615***

- Nm (Barton & Slatkins, 1986)= 0.808

FST

Nm ALM CRM PIN RM SDN

ALM - -0,07431 -0,03832 0,95684*** -0,00195

CRM inf - 0,00167 0,96947*** 0,13707***

PIN inf 149,22 - 0,95983*** 0,09857***

RM 0,01 0,01 0,01 - 0,8899***

SDN inf 1,57 2,29 0,03 -



- Asignación Poblacional

- K= 2

Indiv. Cl-I Cl-IICRM889-074 0.163 0.837

Infered Clusters Given Pop

1 2

Number of individuals

ALM 0.992 0.008 6

CRM8814 0.990 0.010 4

CRM88153 0.992 0.008 27

CRM8856 0.992 0.008 3

CRM889 0.971 0.029 39

PIN8812000 0.992 0.008 20

PIN8830 0.992 0.008 27

RM88118 0.008 0.992 15

RM88146 0.049 0.951 14

SDN8812002 0.992 0.008 11

SDN8812017 0.993 0.007 25



- AMOVA

Partitioning

1 grupo: 5 poblaciones

Variance (%) F-statistic P

Among populations 85.7 0.857 < 0.001


Partitioning

2 grupos: (ALM-CRM-PIN-SDN)(RM)


Among groups 93.45 0.934 0.19

Among populations within groups 0.93 0.141 < 0.001

Within populations 5.63 0.944 < 0.001

Partitioning Núcleos

1 grupo: 11 núcleos


Among populations 85.14 0.85138 < 0.001



2 grupos (RM) (Resto)


Among groups 94.17 0.9417 0.013

Among populations within groups 0.84 0.144 < 0.001



3 grupos (RM) (SDN) (Resto)


Among groups 90.41 0.904 0.0167

Among populations within groups 0.38 0.0399 0.123



3 grupos (RM) (SDN8812017) (Resto)


Among groups 91.88 0.9188 0.0225

Among populations within groups -0.05 -0.0059 0.3597




- AMOVA



- 3 GRUPOS DE DIVERSIDAD

CRM+PIN+SDN12002+ALM

SDN12017

RM

+

+


Autogamia/

Rep. Vegetativa


Rep. Sexualvs.

C. macrocarpa:

- Poblaciones reducidas

- Baja diversidad genética intrapoblacional

- Elevado coeficiente de endogamia

- Elevada diferenciación interpoblacional


Diferenciación entre agrupaciones suprapoblacionales

CRM-ALM: 20.1 km

CRM-PIN: 11.1 km

CRM-SDN: 12 km

PIN-ALM: 11.9 km

PIN-SDN: 2.5 km

SDN-ALM: 13.7 km

¿Poblaciones aisladas?

- Homogeneidad

- Test de Mantel:

NO aislamiento por distancia

Diferenciación

CRM-RM: 2 km


Dispersión

Dinámica Poblacional:

Colonización-Desaparición

- Pocos individuos

- Monomórficas o casi

- 1 genotipo multilocus

fijado, el mayoritario

Población COQ

desaparecida

Uso comparativo de isoenzimas

y microsatélites en Dryopteris

aemula

Ares Jiménez

Departamento de Biología y Geología, Universidad Rey Juan Carlos, Madrid.

Diversidad genética

Introducción

- Capacidad de colonización y origen de poblaciones.

* Viabilidad de poblaciones para conservación in situ.

* Muestreo genético para conservación ex situ.

- Control de plagas.

- Explotación para uso humano.

Sistema reproductivo

Especies amenazadas Conservación y gestión

- ...

Diversidad genética potencial evolutivo

+ = –Mutación Flujo génico Endogamia

Deriva

Cuellos de botella

–

Introducción

Diversidad genética potencial evolutivo

Fragmentación diversidad genética

+ = –Mutación Flujo génico Endogamia

Deriva

Cuellos de botella

–

Introducción

Tipos de fecundación en helechos homósporos

a) Fecundación cruzada

b) Autofecundación intergametofítica

c) Autofecundación intragametofítica

Esporófito homozigoto

Introducción

Tipos de fecundación en helechos homósporos

a) Fecundación cruzada

b) Autofecundación intergametofítica

c) Autofecundación intragametofítica

Introducción

Endogamia Diversidad genética

- Diversidad genética

- Sistema reproductivo

Marcadores moleculares codominantes}Introducción

Locus 1

Locus 2

aa

aa

bb

bb

Locus 1

Locus 2

ab

ab

Dryopteris aemula

* Bosques de ribera.Diploide (2n = 2x = 82).

* 0 – 900 m.

* S y SO Europa, Macaronesia.

* O Galicia, costa cantábrica.

Introducción

Dryopteris aemula

Diploide (2n = 2x = 82).

Introducción

¿Diversidad genética?

¿Sistema reproductivo?

Dryopteris aemula

Poblaciones

fragmentadas

Introducción

Dryopteris aemula

Poblaciones

fragmentadas

Introducción

- Flujo interpoblacional abundante por dispersión eólica

30 – 50 μm

Dryopteris aemula

Poblaciones

fragmentadas

- Heterozigosis moderada (anteridiógeno fecundación cruzada)

Introducción

- Flujo interpoblacional abundante por dispersión eólica

- Diversidad genética moderada (dispersión vs. fragmentación)

Isoenzimas – Jiménez et al. 2009. Am. J. Bot. 96: 1880-1886

10 enzimas: AAT, HEX, IDH, LAP, MDH, ME, 6-PGD, PGI, PGM,

SKDH.

3 poblaciones

Isoenzimas

31 22: Santianes del Agua, N = 41

3: Mutriku, N = 41

1: Fragas del Eume, N = 41

31 2

13 loci monomórficos. Variación genética nula.



Acorde con otros relictos macaronésicos.

13 loci monomórficos. Variación genética nula.

Woodwardia radicans

Culcita macrocarpa

Vandenboschia speciosa

Microsatélites: repeticiones en tándem de 2-6 nucleótidos

encontrados en todos los genomas nucleares.

GATTATCTCTCTCTCTCTCTCTCGAACATATTG: (TC)9

AGTCTCAAGGAAGAAGAAGAAGAAGAATTA: (GAA)6

Microsatélites – Jiménez et al. 2010. Ann. Bot. 106: 149-155.

Microsatélites: repeticiones en tándem de 2-6 nucleótidos

encontrados en todos los genomas nucleares.

Hipervariabilidad + codominancia.

GATTATCTCTCTCTCTCTCTCTCGAACATATTG: (TC)9

AGTCTCAAGGAAGAAGAAGAAGAAGAATTA: (GAA)6

ab

c

d

efg

h

i

j


Cálculo de A, HT, FST , RST, Nm, Ho, He, y coeficiente de

endogamia F.

Cuatro poblaciones

4

3 1

2

1: Santianes del

Agua (SAN), N = 49

2: Mutriku (MUT),

N = 50

3: Embalse del Eume

(EUM), N = 74

4: Isla de San Miguel

(AZO), N = 56

Microsatélites

5 loci polimórficos


HT = 0.447. Comparativamente baja.

Variación genética

A Alelos privados

AZO 5.0 13

EUM 2.6 1

MUT 2.2 3

SAN 2.0 2

Macaronesia: refugio glacial.


Interglacial



Glacial? ?

GlacialInterglacial? ?



Interglacial

Interglacial Glacial? ?

Glacial? ?



GlacialInterglacial

Actual

Actual Interglacial

? ?



FST = 0.520; RST = 0.409.

Diferenciación interpoblacional

!~ 50% reparto genético entre poblaciones.


FST = 0.520; RST = 0.409.

Diferenciación interpoblacional

Nm = 0.25.

!~ 50% reparto genético entre poblaciones.

x

xx

x

Deriva.

¿Endogamia?


POP. LOCUS Ho He F POP. LOCUS Ho He F

SAN Dae06 0 0 — EUM Dae06 0.027 0.153 0.824***

Dae07 0 0 — Dae07 0.014 0.040 0.650***

Dae09-2 0.122 0.595 0.795*** Dae09-2 0 0 —

Dae11 0.061 0.414 0.853*** Dae11 0 0.027 1.000***

Dae15 0.102 0.484 0.789*** Dae15 0.054 0.581 0.907***

MUT Dae06 0 0 — AZO Dae06 0.071 0.385 0.816***

Dae07 0 0.040 1.000*** Dae07 0.089 0.604 0.853***

Dae09-2 0 0 — Dae09-2 0.054 0.444 0.878***

Dae11 0.020 0.134 0.851*** Dae11 0.089 0.400 0.778***

Dae15 0.020 0.170 0.882*** Dae15 0.018 0.336 0.946***

F = 1 – Ho/He

1 Endogamia

0 Azar

-1 Exogamia{



POP. LOCUS Ho He F POP. LOCUS Ho He F

SAN Dae06 0 0 — EUM Dae06 0.027 0.153 0.824***

Dae07 0 0 — Dae07 0.014 0.040 0.650***

Dae09-2 0.122 0.595 0.795*** Dae09-2 0 0 —

Dae11 0.061 0.414 0.853*** Dae11 0 0.027 1.000***

Dae15 0.102 0.484 0.789*** Dae15 0.054 0.581 0.907***

MUT Dae06 0 0 — AZO Dae06 0.071 0.385 0.816***

Dae07 0 0.040 1.000*** Dae07 0.089 0.604 0.853***

Dae09-2 0 0 — Dae09-2 0.054 0.444 0.878***

Dae11 0.020 0.134 0.851*** Dae11 0.089 0.400 0.778***

Dae15 0.020 0.170 0.882*** Dae15 0.018 0.336 0.946***

F = 1 – Ho/He

1 Endogamia

0 Azar

-1 Exogamia{



!

Comparativa en D. aemula

Isoenzimas

Diversidad genética

Flujo génico


Microsatélites

?

?

?

Comparativa isoenzimas-microsatélites


Isoenzimas Microsatélites

Coste



Coste

Dificultad



Coste

Dificultad

Requerimientos

técnicos


Isoenzimas

Sensibilidad

Microsatélites

Coste

Dificultad

Requerimientos

técnicos

Microsatélites para estudiar genética de poblaciones y sistema

reproductivo en especies con escasa diversidad.

¡Gracias!

II Taller de Conservación de Pteridófitos de AndalucíaGranada. Sierra Nevada, 19, 20 y 21 de julio de 2010

CONSERVACIÓN DE PTERIDÓFITOS EN CANARIAS: SITUACIÓN ACTUAL Y PROPUESTAS DE CONSERVACIÓN.

Elizabeth Ojeda LandServicio de Biodiversidad

Viceconsejeria de Medio Ambiente

1. INTRODUCCIÓN

Factores Geográficos

•Latitud subtropical

•Cercanía al continente africano

•Corriente marina fría oceánica

•Relieve (orientación y altitud)

Factores Climáticos

•Vientos cálidos africanos

•Vientos Alisios (Anticliclón de

las Azores)

400

600

1000

2000

Alisios

Mar de nubes

Cinturón costero

Cardonal-tabaibal

Bosque termófilo

Monteverde

Pinar

Montaña

Alta Montaña

NE

SE

Esquema de los pisos de vegetación/ecosistemas sobre una isla tipo de Canarias

Islas Occidentales / Islas Orientales

2. PTERIDÓFITOS EN CANARIAS

• Canarias alberga una relativa biodiversidad pteridológina pero

inferior a Madeira (más de 80 taxones descritos) o Azores (78

taxones), no siendo los bosques de laurisilva Canarios tan

ricos como los de aquellas islas

• La flora pteridológica de Canarias incluye unos 66 taxones de

los que 52 podrían considerarse nativos y 14 considerarse

introducidos.

• Se consideran inicialmente endémicos: Asplenium filare ssp.

canariense, Asplenium terorense y Dryopteris oligodonta.

Categorías de origen de los pteridófitos de Canarias

IS; 14

N0; 3

NP; 6NS; 40

E; 3

Según el Banco de Datos de Biodiversidad de Canarias (2008),

existen unas 22 familias silvestres en canarias, de las que al

menos, 4 son introducidas.

Familas presentes en Canarias

4

17

42

7

2 3 3

11

53 4

02468

1012141618

Adia

ntace

ae

Asp

lenia

ceae

Ath

yria

ceae

Ble

chnacea

e

Dry

opteridac

eae

Hem

ioniti

dac

eae

Hym

enophyl

lace

ae

Ophio

glo

ssac

eae

Otras

Pte

ridac

eae

Sel

agin

ellacea

e

Sin

opte

ridace

ae

Nº

de

tá

xo

ne

s

Familia Especie CAT

Azollaceae Azolla filiculoides II

Davalliaceae Davallia canariensis NS

Dicksoniaceae Culcita macrocarpa NS

Equisetaceae Equisetum ramosissimum NP

Grammitidaceae Grammitis quaerenda NO

Hypolepidaceae Pteridium aquilinum NP

Marsileaceae Marsilea quadrifolia IS

Oleandraceae Nephrolepis exaltata II

Polypodiaceae Polypodium macaronesicum NS

Salviniaceae Salvinia natans IS

Thelypteridaceae Christella dentata NS

Familias con un solo representante

Riqueza insular

38 37

31

42

37

17

11

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

La Pal

ma

Gom

era

Hie

rro

Tener

ife

Gra

n Can

aria

Lanza

rote

Fuerte

vent

ura

Tax nativos

P

H

GT

CF

L

3.PTERIDOFITOS

AMENAZADOS/PROTEGIDOS

1996 1999

2004 20082000

Listas Rojas

Aspleniacea Asplenium aethiopicum ssp.

braithwaitii CR B2ab(i;ii,iv);D

Asplenium anceps VU D1+2

Asplenium filare ssp. canariense EN B2ab (iii;iv)

Asplenium monanthes EN B2ab (iii;iv)

Diksoniaceae Culcita macrocarpa EN A2ce;B1b(i;ii;iii)c(i;ii)

Dryopteridaceae Dryopteris aemula VU B2ab (iii)D2

Dryopteris guanchica VU B2ab (iii)D2

Pteris incompleta VU C2a(i)

Theliptheridaceae Christella dentata EN B1ab(i,ii,iii,v) +

2ab(i,ii,iii,v)

Woodsiaceae Diplazium caudatum VU A2;B2ab(ii;iii;iv)

Lista Roja 2008 de la Flora vascular española

Directiva de Hábitats

Convenio de Berna

Catálogo Nacional de Especies Amenazadas (Orden 9 de

junio de 1998 y correcciones)

Convenios internacionales y normativa europea, estatal y autonómica

PTERIDÓFITOS PROTEGIDOS

Decreto 151/2001 por el que se crea el Catálogo de

Especies Amenazadas de Canarias. (CEAC)

Ley 4/2010, de 4 de junio, del Catálogo de Especies

Protegidas. (CEP)

Berna DH CNEA CEAC

2001

Ley

4/2010

LR

2003

Asplenium aethiopicum ssp.

braithwaitii

IE IEC CR

Asplenium anceps SH IEC R

Asplenium hemionitis I IV R

Asplenium septentrionale IE IEC EN

Asplenium terorense IE PE I

Asplenium trichomanes ssp.

quadrivalens

SH IEC R

Athyrium filix-femina SH IEC R

Ceterach aureum var.

aureum

SH IEC R

Christella dentata E - -

Culcita macrocarpa I II/IV E IEC EN

Dryopteris guanchica IE - EN

Diplazium caudatum SH SH V (V) R

Hymenophyllum wilsonii V CR

Ophioglossum polyphyllum I II/IV IE IEC EN

Pteris incompleta E SH IEC (V) VU

Vandenboschia speciosa I IE IEC EN

Woodwardia radicans I II/IV - - NT

Decreto 151/2001 por el que se crea el Catálogo de Especies

Amenazadas de Canarias. (CEAC)

Christella dentata

Culcita macrocarpa

En peligro de extinción (2)

Sensibles a la alteración de su hábitat (6)

Asplenium anceps

Asplenium trichomanes

ssp. quadrivalens

Athyrium filix-femina


aureum

Diplazium caudatum

Pteris incompleta

De interés especial (6)

Asplenium aethiopicum ssp. braithwaitii

Asplenium septentrionale

Asplenium terorense

Dryopteris guanchica

Ophioglossum polyphyllum

Trichomanes speciosum (Vandenboschia speciosa)

Se han establecido una Orden de criterios técnicos que permite

sistematizar la evaluación de los estados de conservación de las

especies amenazadas

Evaluación continua del catálogo

• Conocer periódicamente el grado de amenaza real de cada

taxon

• Poder priorizar las actuaciones de conservación

CULMAC_12/2008 IE

La información como base fundamental de la Conservación

Programa de Seguimiento de Poblaciones de Especies

Amenazadas de Canarias (Proyecto SEGA)

Banco de Datos de Biodiversidad de Canarias (Proyecto Biota)

Esta base de datos creada en

1998 por el Gobierno de

Canarias, se encuentra

anclada a un banco

documental y bibliográfico

supervisado por especialistas.

Programa de monitoreo periódico de las

poblaciones de los taxones amenazados

del archipiélago.

Las aportaciones del proyecto SEGA en el

proceso de redacción de planes de

especies es fundamental, dado que suelen

constituir los datos más actuales y precisos

que existen de la localización y estado de

conservación de las poblaciones de taxones

amenazados


Banco de Datos de Biodiversidad de Canarias (Proyecto Biota)

Athyrium filix-femina (L.) Roth

Consulta de especie histórica. Nivel de confianza 1.

Niveles de precisión 1-2

1

2

Consulta de análisis. Nivel de

confianza 1. Niveles de precisión 1-2.

(1980-2008) (últimos 28 años)

3

DocumentosF00045 Athyrium filix-femina (L.) Roth

(F01148 - Ojeda Land, E. - 2002

Consulta de análisis. Nivel de confianza 1.

Niveles de precisión 1. (1990-2008) (últimos18

años)

Programa de Seguimiento de Poblaciones de Especies

Amenazadas de Canarias (Proyecto SEGA)

Contenidos

Antecedentes de las citas histórica

Localización en cartografía 1:5000

Censo de ejemplares

Planeamiento del territorio

Descripción del hábitat

Valoración de amenazas

Propuestas de mejora de las

localidades y del conjunto de la

población insular del taxon

Athyrium filix-femina (L.) Roth

Especie/subespecie Distribución 2002 2003 2008 2009 2010 CAT


braithwaitiiHPGT

IE

Asplenium anceps HPGT HPGT SH

Asplenium septentrionale PT IE

Asplenium hemionitis HPGTCFL -

Asplenium terorense Ce+ C IE


quadrivalensHPGTC

HC

PGT SH

Athyrium filix-femina HPGTC G HC PGT SH

Ceterach aureum var. aureum HPGTC SH

Culcita macrocarpa T T T E

Christella dentata PGTC PG E

Diplazium caudatum PGTC C C PGT SH

Dryopteris guanchica GT

Hymenophyllum wilsonii GC GC -

Ophioglossum polyphyllum HPTCFL IE

Pteris incompleta PGTC C PGT SH

Vandenboschia speciosa HPGTC IE

Woodwardia radicans HPGTC -

SEGAS realizados

Los Planes de Pteridófitos protegidos en Canarias

Asplenium trichomanes ssp. quadrivalens

Athyrium filix-femina

Culcita macrocarpa

Pteris incompleta

Diplazium caudatum*

Los planes de estos helechos incluyen actuaciones de

conservación “ex situ” (almacenamiento de esporas,

cultivo en viveros, etc.) inspiradas en las experiencias

de conservación puestas en práctica en Andalucía.

Ley 4/2010, de 4 de junio, del Catálogo de Especies

Protegidas. (CEP)

Ley canaria anclada en la Ley 42/2007 del Patrimonio Natural y la

Biodiversidad.

Establece anexos:

Anexo I: Especies E

Anexo II: Especies V

Anexo III: Especies IEC (nueva categoría “De interés para los

ecosistemas Canarios”)

Anexo IV: PE

Anexo V: Categoría supletoria respecto del CNEA

Anexo VI: Especies IE en el CNEA

Ley política elaborada por un equipo externo al Departamento

competente en esta materia en la Administración y que ha sido

y es muy polémica.

El nuevo marco de la conservación en Canarias

Berna DH CNEA CEAC

2001

Ley

4/2010

LR

2003

IP


braithwaitii

IE IEC CR 4

Asplenium anceps SH IEC R 4

Asplenium hemionitis I IV - - R 7

Asplenium septentrionale IE IEC EN 2

Asplenium terorense IE PE I 1


quadrivalens

SH IEC R 5

Athyrium filix-femina SH IEC R 5


aureum

SH IEC R

Christella dentata E - -

Culcita macrocarpa I II/IV E IEC EN 1

Dryopteris guanchica IE - EN

Diplazium caudatum SH SH V (V) R 4

Hymenophyllum wilsonii - V CR

Ophioglossum polyphyllum I II/IV IE IEC EN 6

Pteris incompleta E SH IEC (V) VU 4

Vandenboschia speciosa I IE IEC EN 5

Woodwardia radicans I II/IV - - NT 5

Esta categoría no protege táxones si no subpoblaciones, de manera

que cuando una localidad se encuentre fuera de EENN o Red

Natura, no estará protegida

Esta categoría no contempla la necesidad de redacción de Planes.

Anexo III: Especies IEC (nueva categoría “De interés para los

ecosistemas Canarios”)

Asplenium anceps Ophioglossum polyphyllum

PROPUESTAS DE CONSERVACIÓN

1. Promover los estudios necesarios que aclaren las

incertidumbres taxónomicas y de origen de algunos de

los pteridófitos de Canarias.

2. Generar la información necesaria para poder evaluar

los verdaderos estados de conservación de los táxones

canarios (amenazados o raros), incluyendo las

localidades externas a EENN donde los riesgos

actuales de desaparición han aumentado.

3. Intentar avanzar en el conocimiento de las técnicas de

conservación “ex situ” de los pteridófitos, como

mecanismo fundamental de la recuperación de taxones

y de la conservación genética de subpoblaciones.

4. Redactar e incluir en los instrumentos de planeamiento

de los EENN (Red Canaria y Red Natura 2000) con

presencia de Pteridófitos, las líneas activas de

conservación que garanticen la mejora de sus status

actuales .

evaluación de la diversidad genética de 4 helechos en ... · evaluación de la diversidad...

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