La barrera de los ríos influyó, pero no llega a explicar la alta biodiversidad vegetal amazónica

AGENCIA FAPESP/DICYT – Se estima que existen aproximadamente 50 mil especies distintas de plantas en la Amazonia. En una sola hectárea, es decir, en un área de 100 metros por 100 metros, hay tantas especies vegetales distintas como en Europa entera. Y esto es tan solo una estimación preliminar. Por ejemplo, hace unos pocos años se descubrieron angelins (Diniza excelsa), árboles que pueden llegar a medir más de 80 metros de altura. Y si vegetales de ese porte gigantesco permanecieron como desconocidos para la ciencia académica durante tanto tiempo, ¿qué decir de las plantas pequeñas?

Uno de los factores que pueden haber contribuido para producir esta extraordinaria biodiversidad vegetal en la Amazonia es la barrera natural constituida por los ríos de gran porte, que impidió que algunas especies existentes en el territorio situado a lo largo de una de las orillas se difundan por la orilla opuesta. Pero esta antigua hipótesis, postulada a mediados del siglo XIX por Alfred Russel Wallace (1823-1913) para intentar explicar la distribución de especies de primates en la Amazonia, ¿podría explicar también el patrón de distribución geográfica y los procesos de diversificación de las especies vegetales?

“Realizamos un estudio que, en términos genéticos, constituye una reinterpretación de la hipótesis de Wallace. De acuerdo con esta reinterpretación, los grandes ríos, como los de la cuenca amazónica, podrían hacer disminuir o impedir el flujo génico entre las poblaciones de plantas de las orillas opuestas de los ríos, generando alopatría [la diferenciación de especies como consecuencia del aislamiento geográfico] y restringiendo a las especies a regiones interfluviales específicas”, comenta Alison Nazareno, docente del Instituto de Ciencias Biológicas de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG), en Brasil.

En el estudio a cargo de Nazareno y colaboradores y coordinado por Lúcia Lohmann, docente del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP), también en Brasil, se investigó esa posibilidad. Y los resultados se dieron a conocer en el periódico científico Frontiers in Plant Science.

La investigación contó con el apoyo de la FAPESP en el marco de cuatro proyectos (13/12633-8, 15/07141-4, 17/02302-5 y 12/50260-6) y se realizó en el ámbito del Programa FAPESP de Investigaciones en Caracterización, Conservación, Restauración y Uso Sostenible de la Biodiversidad (BIOTA-FAPESP).

El artículo actual da proseguimiento a cuatro estudios sobre el tema publicados anteriormente por Nazareno y Lohmann en enero de 2017, en abril de ese mismo año, en noviembre de 2018 y en diciembre de 2019.

“Estudiamos la influencia de dos ríos en la diferenciación de las especies: el río Negro, que es muy antiguo y extremadamente ancho en algunos tramos, y el río Branco, mucho más reciente y más angosto. Verificamos que el río Branco no se erigió como una barrera para el flujo génico. Pero el río Negro, para algunas especies, a ejemplo de Amphirrhox longifolia, de la familia de las violáceas, si lo hizo”, dice Lohmann.

La investigadora explica que la especie Amphirrhox longifolia es diseminada por peces. De todos modos, el río Negro constituyó una eficiente barrera para la dispersión génica. “Es necesario considerar que, en ciertos tramos, el río Negro llega a tener decenas de kilómetros de ancho entre una orilla y la otra, lo cual se erige como una barrera extraordinaria. Los propios peces que dispersan semillas de esa especie poseen a menudo nichos restringidos y no llegan a la orilla contraria del río”, informa Lohmann.

“Sorprendentemente, observamos una fuerte estructuración genética entre poblaciones de la especie Buchenavia oxycarpa, de la familia vegetal Combretaceae, situadas en las orillas opuestas del río Negro, un patrón inesperado para especies que dispersan los primates”, añade Nazareno.

Los investigadores remarcan que los estudios en el río Negro fueron uno de los primeros que se valieron de especies vegetales para poner a prueba la hipótesis de Wallace, que ya estaba muy bien asentada en el caso de los animales vertebrados, con diversos estudios que documentaban la importancia de esa barrera para aves y primates.

En el río Branco, los científicos investigaron a representantes de cuatro familias vegetales: las bignoniáceas (a la cual pertenecen los lapachos, los jacarandás y diversas lianas), las pasifloráceas (a la cual pertenece la pasionaria), las rubiáceas (a la cual pertenece el cafeto) y las violáceas (a la cual pertenecen algunas violetas). Y consideraron especies con tres tipos de dispersión: la del viento, la del agua y la de los animales.

En el artículo, los autores explican que, para testear si los diversos modos de dispersión de semillas poseen un efecto similar en el nivel de conectividad genética (es decir, en el flujo génico) entre poblaciones de diferentes especies de plantas ribereñas, se empleó un tipo de marcador genético conocido como polimorfismo de un solo nucleótido no unido (SNP, de la expresión en inglés single nucleotide polymorphism) para ocho especies de plantas.

Cabe recordar que SNP es una variación en el ADN que afecta solamente a una base –adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G)– en la secuencia del genoma. Es decir, es un marcador molecular bastante prometedor en estudios de genómica de poblaciones.

“Si bien las partes más anchas del río Negro sirvieron efectivamente como barrera al flujo génico de algunas especies, nuestros resultados indican que el río Branco no constituyó una barrera para la dispersión génica de ninguna de las plantas analizadas, independiendo de su modo de dispersión”, comenta Lohmann.