Estudis de diversitat genètica d'espècies endèmiques i/o amenaçades de la Mediterrània Occidental

Abstract

[cat] La diversitat genètica és un dels tres nivells que componen la Biodiversitat, i té implicacions molt directes pel que fa a la capacitat evolutiva dels organismes i la seva supervivència. El coneixement dels nivells de diversitat genètica en els vegetals i dels efectes que comporten les activitats humanes sobre aquesta variabilitat, és un camp encara poc estudiat. El plantejament d'aquest treball és l'aprofundiment en el coneixement de la caracterització de la diversitat genètica de les espècies vegetals de la Mediterrània Occidental, en especial d'aquelles que són endèmiques i/o de les què es troben en una situació d'amenaça, per tal de discernir possibles patrons o pautes de variabilitat genètica i les seves possibles aplicacions en gestió i conservació de recursos naturals.S'han seleccionat una sèrie de tàxons vegetals representatius de diferents processos i situacions: endèmics d'àrea molt restringida ("Seseli farrenyi", "Silene sennenii"), d'àmplia distribució però en procés de rarificació progressiu ("Stachys maritima"), diploides i poliploides ("Thymus loscosii", "Delphinium montanum"), exclusivament insulars ("Delphinium pentagynum" subsp. "formenteranum"), i d'hàbitat molt específic, com ara les roques calcàries ("Erodium rupestre", "Petrocoptis montsicciana", "P. pardoi"). De cada tàxon, hem seleccionat una sèrie de poblacions que, un cop mostrejades, s'han sotmès a electroforesi d'isoenzims (en gels de midó) per tal de determinar els nivells de variabilitat genètica i la seva distribució (intra- i inter-poblacional). En total, s'han analitzat al voltant de 2.000 individus corresponents a 41 poblacions naturals, i s'han assajat fins a 28 enzims diferents.Els nivells de diversitat genètica obtinguts han estat força variables: des de valors elevadíssims, com és el cas de "Seseli farrenyi" (P = 83,30%, A = 3,00, He = 0,297) o per al tetraploide "Thymus loscosii" (P = 85,00%, A = 3,00, He = 0,422), fins a nivells extremadament petits, com ara els obtinguts per a "Stachys maritima" (P = 14,00%, A = 1,16, He = 0,066) i per a "Erodium rupestre" (P = 7,10%, A = 1,07, He = 0,025). De la mateixa manera, la distribució de la diversitat entre poblacions també ha resultat ésser força variable: des de casos on pràcticament les poblacions són genèticament idèntiques entre sí, com ara "Thymus loscosii" (GST = 0,033), fins a casos on la divergència entre poblacions arriba a valors propers al 40%, com són els casos de "Petrocoptis montsicciana" (GST = 0,376), "P. pardoi" (GST = 0,354) o "Erodium rupestre" (FST = 0,372). Quan unim les nostres dades amb les de la resta dels tàxons vegetals estudiats electroforèticament dels Països Catalans, obtenim globalment uns nivells relativament elevats de diversitat genètica (P = 26,70%, A = 1,44, He = 0,118), interpretables, entre d'altres raons, pel paper jugat per les nostres contrades com a refugi de flora durant les glaciacions del Pleistocè. Aquestes espècies també es caracteritzen perquè presenten una elevada divergència genètica entre les poblacions (mitjana de FST = 0,224), que pot explicar-se per raons històriques (aïllament dels nuclis poblacionals des de les glaciacions del Quaternari) i per la gran diversitat climàtica i topogràfica d'aquesta regió, però també per la fragmentació dels seus hàbitats naturals. Finalment, es revisa l'estat de conservació de cada un dels 9 tàxons analitzats electroforèticament i se'ls hi assigna la categoria d'amenaça segons els darrers criteris de la UICN del 2001. D'aquests, sis cal llistar-los dins d'alguna de les categories d'amenaça (CR, EN o VU), mentre que la resta no pateixen cap amenaça seriosa que posi en compromís la seva supervivència. Per a la majoria dels tàxons estudiats, es proposa la conservació in situ de les poblacions de major significació genètica i/o ecològica i la recol·lecció de granes per al seu emmagatzemament en bancs de germoplasma (amb selecció de poblacions i nombre d'individus derivats de l'anàlisi genètica prèvia).

[eng] Genetic diversity has direct implications on the evolutionary capability of organisms and their survival. The knowledge of its levels in plants and the effects of human activities on this variability is still poorly studied. The aim of this work is to advance in the characterization of genetic diversity of plants of the Western Mediterranean Basin, specially those endemic and/or threatened, in order to ascertain patterns of genetic variability and their implications on management and conservation of natural resources. A series of plant taxa, representing several processes and situations, have been selected: narrow endemics (Seseli farrenyi, Silene sennenii), widespread but currently suffering from a rarefaction process (Stachys maritima), polyploids (Thymus loscosii, Delphinium montanum), island endemics (Delphinium pentagynum subsp. formenteranum), or with a very specialized habitat, e.g. limestone (Erodium rupestre, Petrocoptis montsicciana, P. pardoi). From each taxon, a series of populations have been selected, sampled and subjected to allozyme electrophoresis (on starch gels) in order to determine the levels of genetic variation and its distribution (within and among populations). Summarizing, about 2.000 individuals belonging to 41 populations have been analyzed, and up to 28 enzyme systems have been assayed. Levels of genetic diversity for the surveyed taxa are rather variable, ranging from extremely high values, e.g. Seseli farrenyi, to very scarce ones, e.g. Stachys maritima and Erodium rupestre. The distribution of genetic variation also shows a great dispersion of values, and most populations exhibit significant deficits of heterozigotes, because of their subdivision in genetic neighborhoods or high levels of inbreeding. If we combine our data with those of other electrophoretically surveyed plant taxa in the Catalan Countries, relatively high levels of genetic diversity but significant genetic divergence among their populations are globally obtained, mainly due to the role of glacial refugia played by this region.The conservation status of each of the 9 electrophoretically analyzed taxa is widely revised, assigning the threat category which best fits following the most recent criteria of IUCN of 2001. In addition, on the basis of genetic data obtained, both in situ and ex situ conservation measures are proposed.