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Mapas ecogeográficos como herramienta en detección de adaptación e implicaciones en agrobiodiversidad

Ahora a través de mapas podemos visualizar los diferentes escenarios adaptativos de una especie a lo largo de un territorio particular. Se llaman “ELC maps” o mapas de caracterización ecogeográfica del territorio (normalmente lo abrevio como “mapas ecogeográficos”). Y sirven, entre otras cuestiones, para la conservación y uso razonable de la agrobiodiversidad.

La idea de expresar adaptación a través de mapas viene desarrollándose desde hace ya mucho tiempo. Muchos recordaremos mapas de biomas, ecosistemas, regiones ecológicas, etc. Estos mapas que representaban ambientes generalmente como regiones grandes y homogéneas fueron un primer paso en este sentido. En principio los “climas” o “ambientes” (los términos se usaban indistintamente) que representaban estos mapas eran usados en estudios de diversos tipos de organismos (plantas, animales, microorganismos). Algunos mapas afinaron más y representaban, por ejemplo, los climas afines a las formaciones vegetales, como Leslie Holdridge en 1947, aunque luego se generalizó como “sistemas de clasificación de zonas de vida”. Así fueron apareciendo gradualmente mapas con clasificaciones climáticas de diversos autores, con diversas preocupaciones tales como aplicación o cobertura mundial, uso del mínimo número posible de variables ambientales, combinaciones diversas de precipitación y temperatura (índices), etc.

Sistema de clasificación de zonas de vida de Holdridge (1967)

Estos mapas fueron de mucha utilidad para biólogos y naturalistas que intentaban comprender la distribución de organismos vivos en relación a la temperatura y la humedad que ocurría en cada sitio. Aun hoy en día, el sistema de Holdridge tiene aplicación, por ejemplo en estudios de cambio climático. Sin embargo la mezcla a veces indistinguible de rasgos bióticos (vegetación) y abióticos (temperatura, precipitación) en estos mapas, la simplificación del componente abiótico en sólo dos factores y la forma de delinear las regiones (grandes, homogéneas y continuas) representaban un impedimento serio para su uso en estudios de adaptación en especies particulares.

Utilizar información sobre adaptación para una colecta, conservación y uso eficiente  de los recursos fitogenéticos tampoco es nada nuevo, aunque cueste encontrar trabajos publicados en al materia donde explícitamente se haga referencia a la adaptación. Tengo como referencia un primer mapa ecogeográfico diseñado con el fin de crear colecciones núcleo/nucleares (core collections) en 1997¹ , donde al final no sólo la parte ecogeográfica fue tenida en cuenta para la selección de las accesiones que integrarían dicha colección.

Varios desarrollos se han producido desde entonces: el software SIG es gradualmente más flexible y “amigable”, la información ecogeográfica disponible (en forma de capas SIG o geodatabases) tiene ahora una calidad cada vez mayor y es más accesible (gratuita en la mayoría de los casos), se han ido incorporando varios equipos alrededor del mundo al aprovechamiento de la ecogeografía y la adaptación en la conservación de la agrobiodiversidad, etc. En base a estos desarrollos, en 2005 se obtuvo en España un primer mapa de caracterización ecogeográfica del territorio (que luego sería publicado en 2008²) de tipo generalista (que pudiera ser aplicado a varias especies silvestres emparentadas con cultivadas) aunque sólo fue utilizado en Lupinus. Este mapa, obtenido por técnicas de análisis multivariado y criterios bayesianos, representó los diferentes escenarios adaptativos de forma reticulada, discontínua y como regiones homogéneas de dimensiones reducidas (frecuentemente de 1×1 km). Desde luego, esto ya contrastaba con los mapas bioclimáticos tradicionales. Otra diferencia fue la inclusión de variables de tipo geofísico y edáfico (además de las bioclimáticas), con la idea de cubrir la mayor parte de factores abióticos que pueden afectar el desarrollo de una planta.

Un nuevo mapa ecogeográfico para España peninsular e Islas Baleares fue desarrollado en 2008-2009, usando fuentes de información ecogeográfica diferente. La metodología de creación de este nuevo mapa fue similar al anterior. En este punto lo que más interesaba era verificar que el mapa realmente reflejara escenarios adaptativos, es decir, realizar una validación. Para ello se evaluó el desempeño del nuevo mapa para ocho especies (cuatro leguminosas, cuatro gramíneas, dos especies silvestres emparentadas con cultivadas, seis compuestas por landraces o variedades locales), usando su distribución y una variable fenotípica indicadora (con valor adaptativo). Además se utilizaron dos mapas “testigo”, uno con una estructura física similar al mapa ecogeográfico (alta reticulación, discontinuidad, unidades de tamaño reducido) pero construido sin tener en cuenta aspectos de adaptación de plantas (mapa CORINE land cover, un mapa de uso de suelo) y otro con una estructura física diferente (más parecida a la de los mapas tradicionales) pero construido con un fin similar (mapa DMEER o mapa digital de regiones ecológicas europeas).

Mapa de caracterización ecogeográfica del territorio para España (2008-2009)

Los resultados fueron variopinta. El mapa de caracterización ecogeográfica del territorio funcionó (en general) mejor para especies leguminosas que para gramíneas, aunque la excepción fue Zea mays para la cual el desempeño del mapa fue bastante aceptable. Como era de esperarse, el mapa reflejo escenarios adaptativos para las dos especies silvestres, pero al parecer este tipo de mapa puede ser aplicado sin mayor problema en casos de especies compuestas por sólo variedades locales, como el caso de Phaseolus vulgaris. Como conclusión, los mapas de caracterización ecogeográfica del territorio son capaces de reflejar escenarios adaptativos y por tanto, pueden ser utilizados en muchas actuaciones relacionadas con la colecta, conservación y utilización eficiente de los recursos fitogenéticos. Sin embargo es recomendable crear mapas especializados para una especie o en un grupo de especies relacionados filogenéticamente, no tanto mapas generalistas. También es importante hacer una selección apropiada (desde un punto de vista adaptativo) de las variables ecogeográficas involucradas en la creación del mapa, pero siempre representando los tres aspectos abióticos involucrados en el desarrollo de las plantas: bioclimático, geofísico y edáfico.

1.Tohme, J., Jones P., Beebe S. e Iwanaga, M. 1997. The combined use of agroecological and characterisation data to establish the CIAT Phaseolus vulgaris core collection. p. 95-107. In Hodgkin, T., Brown, A.H.D., van Hintum, Th.J.L. y Morales, E.A.V. (eds.) Core collections of plant genetic resources. IPGRI, Rome.

2. Parra-Quijano, M.; Draper, D.; Torres, E. and Iriondo, J.M. 2008. Ecogeographical representativeness in crop wild relative ex situ collections. p. 249-273. In Maxted, N.; Ford-Lloyd, B.V.; Kell, S.P.; Iriondo, J.M.; Dulloo, M.E. and Turok, J. (ed.) Crop wild relative conservation and use. CAB International, Wallingford.
ResearchBlogging.org
Parra-Quijano, M., Iriondo, J., & Torres, E. (2011). Ecogeographical land characterization maps as a tool for assessing plant adaptation and their implications in agrobiodiversity studies Genetic Resources and Crop Evolution DOI: 10.1007/s10722-011-9676-7

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