El complejo vachellia macracantha fabaceae: mimosoideae y su relación como hospedero de la mariposa baronia brevicornis papilionidae-baroniinae en el estado de morelos, méxico

DANIELA GUTIERREZ ZARCO

RESUMEN Baronia brevicornis Salvin (Lepidoptera: Papilionidae) es una especie de mariposa endémica de la Cuenca del Río Balsas de México (Soberón y Townsend-Peterson, 2005), cuyas peculiaridades biológicas, ecológicas y evolutivas la vuelven una pieza fundamental para el estudio del origen y evolución de las mariposas a nivel mundial (Puttick et al., 2018). Lo anterior derivado, particularmente, de que representa el linaje más antiguo dentro de los Papilionidae (Heikkila et al., 2012). Actualmente se encuentra dentro de la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) como una especie en peligro de extinción <En>, principalmente como consecuencia de su limitada distribución (Puttick et al., 2018) asociada a su alta especificidad (Legal et al., 2014). En términos generales, B. brevicornis ha sido considerada como una especie monófaga de Vachellia campechiana (Pérez-Ruíz, 1972, 1977, 1978; Vázquez-García, 1975; de la Maza et al., 1987; Machkour-M’Rabet et al., 2014; Legal et al., 2017), una especie de leguminosa pionera de la vegetación secundaria de la selva baja caducifolia de México (Dorado et al., 2005; Rico-Arce, 2007), donde forma comunidades casi monoespecíficas denominadas cubateras sobre las que se establece B. brevicornis (Legal et al., 2014). Observaciones realizadas Morelos, estado donde se encuentra una de las poblaciones más grandes de esta mariposa, sugieren la presencia de orugas sobre plantas de V. pennatula, una especie filogenéticamente hermana de V. campechiana, así como en plantas cuya clasificación se ha dificultado por presentar una morfología atípica, aparentemente intermedia, entre las especies antes mencionadas. Ante este escenario, los objetivos del presente estudio se centraron en determinar mediante análisis morfométricos y marcadores químicos la relación de dichas plantas atípicas con V. pennatula y V. campechiana, así como discutir la posible explicación a dicha morfología. También se buscó describir comparativamente el consumo de estos grupos taxonómicos de Vachellia por B. brevicornis. Nuestros resultados sugirieron que las plantas con morfología atípica corresponden a un grupo estadísticamente distinto y morfométricamente intermedio entre V. campechiana y V. pennatula, y la hipótesis más robusta para explicar su origen es el proceso de hibridación entre 2 ambas especies. No se encontraron diferencias entre los perfiles químicos de los tres grupos, por lo que no fue posible establecer relaciones a partir de este rasgo. Además, sorpresivamente, se determinó que B. brevicornis no mostró selectividad por V. campechiana, su planta hospedera típica, sino que se alimenta de manera oportunista de los tres grupos. Esto modifica nuestra percepción de B. brevicornis como una especie altamente especializada por su planta hospedera, monófaga de V. campechiana. También sugiere la posibilidad de que B. brevicornis no se establezca en poblaciones puras de V. pennatula debido a limitantes geográficas y climáticas, pues no parecen existir barreras químicas entre las especies, incluyendo a los posibles híbridos. Sin embargo, también deben considerarse otras explicaciones que incluyan limitantes morfológicas, así como la posibilidad de que las plantas híbridas estén funcionando como un “puente” entre V. campechiana y V. pennatula para que las orugas paulatinamente acepten esta última (Floate y Whitham, 1993). Deben considerarse monitoreos futuros debido a que la hibridación en plantas puede tener fuertes efectos ecológicos y evolutivos en las comunidades de herbívoros asociados (Floate et al., 2016); además de encaminar líneas de investigación hacia el esclarecimiento de la relación de B. brevicornis con su complejo de plantas hospederas. Lo anterior será fundamental para el desarrollo de estrategias de conservación de Baronia acorde con las necesidades locales, con un enfoque multidisciplinario que reconozca a las cubateras como un recurso natural cuyo manejo adecuado podría ser definitivo para la preservación de la mariposa más ancestral del planeta.

ABSTRACT Baronia brevicornis Salvin (Lepidoptera: Papilionidae) is a species of butterfly endemic to the Balsas River Basin of Mexico (Soberón and Townsend-Peterson, 2005), whose biological, ecological and evolutionary peculiarities make it a fundamental piece for the study of the origin and evolution of butterflies worldwide (Puttick et al., 2018). This is due, in particular, to the fact that it represents the oldest lineage within the Papilionidae (Heikkila et al., 2012). It is currently within the International Union for the Conservation of Nature´s Red List as an endangered species <En>, mainly as a result of its limited distribution (Puttick et al., 2018), associated with its high specificity (Legal et al., 2014). In general terms, B. brevicornis has been considered a monophagous species of Vachellia campechiana (Pérez-Ruíz, 1972, 1977, 1978; Vázquez-García, 1975; de la Maza et al., 1987; Machkour-M'Rabet et al., 2014; Legal et al., 2017), a pioneer legume species of the secondary vegetation of the low deciduous forest of Mexico (Dorado et al., 2005; Rico-Arce, 2007); in these ecosystems, this plant usually forms almost monospecific communities called “cubateras”, on which B. brevicornis is established (Legal et al., 2014). Observations carried out in Morelos, a state where one of the largest populations of this butterfly is located, suggest the presence of B. brevicornis caterpillars on plants of V. pennatula, a phylogenetically sister species of V. campechiana, as well as on plants whose taxonomical classification has been impossible due to their atypical morphology, apparently intermediate, between the aforementioned species. In view of this scenario, the objectives of this study were focused on determining, through morphometric analysis and chemical markers, the relationship of such atypical plants with V. pennatula and V. campechiana, as well as discussing the possible explanation to such morphology. It was also sought to describe comparatively the consumption of these taxonomic groups of Vachellia by B. brevicornis. Our results suggested that the plants with atypical morphology correspond to a statistically distinct and morphometrically intermediate group between V. campechiana and V. pennatula, and the most robust hypothesis to explain their origin is the hybridization process between both species. No differences were found between the chemical profiles of the three groups, so it 4 was not possible to establish relationships based on this feature. In addition, it was determined that B. brevicornis did not show selectivity for V. campechiana, its typical host plant, and that instead it feeds opportunistically on all three groups. This modifies our perception of B. brevicornis as a highly specialized species to its host plant, monophagous of V. campechiana. It also suggests the possibility that B. brevicornis is not established in pure populations of V. pennatula due to geographical and climatic limitations, since there do not appear to be chemical barriers between the species, including possible hybrids. However, other explanations that include morphological limitations must also be considered, as well as the possibility that the hybrid plants are functioning as a “bridge” between V. campechiana and V. pennatula so that the caterpillars gradually accept the latter (Floate and Whitham, 1993). Future monitoring should be considered because hybridization in plants can have strong ecological and evolutionary effects on associated herbivore communities (Floate et al., 2016); in addition to directing lines of research towards the clarification of the relationship of B. brevicornis with its host plant complex. This will be fundamental for the development of conservation strategies for Baronia according to local needs, with a multidisciplinary approach that recognizes the “cubateras” as a natural resource whose appropriate management could be definitive for the preservation of the most ancient butterfly on the planet.

Tipo de documento: Tesis de maestría

Formato: Adobe PDF

Audiencia: Investigadores

Idioma: Español

Área de conocimiento: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Campo disciplinar: CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Nivel de acceso: Acceso Abierto