Filogeografía de chiranthodendron pentadactylon (Malvaceae)

Abstract

RESUMEN Chiranthodendron pentadactylon (Malvaceae) es una especie de árbol de hoja perenne distribuida en bosque mesófilo de montaña y bosque de pino/encino del sur de México y Guatemala. Posee flores que asemejan una mano, rasgo que le ha atribuido importancia religiosa por los pueblos precolombinos. La flor ha sido el símbolo icónico de la Sociedad Botánica de México desde 1940 y es usada en la medicina tradicional mexicana. El bosque mesófilo de montaña es susceptible al cambio climático por requerir de precipitación continua y se desarrolla en franjas montañosas estrechas de distribución restringida. En consecuencia, son necesarios estudios que incrementen el valor estratégico de conservación mediante la determinación de su estado genético y de los factores que influyen en su distribución. El objetivo del presente estudio consistió en inferir el patrón filogeográfico de C. pentadactylon mediante la estimación de la diversidad genética y estructura genética, y de la inferencia de los procesos históricos y demográficos que moldearon su estructura genética y filogeográfica, en base a marcadores nucleares RAD-seq. Los resultados indican baja diversidad genética derivada de una expansión a partir de poblaciones de tamaño efectivo poblacional pequeño o de reproducción endogámica inducida por la fragmentación del rango de distribución. Se estimaron altos niveles de diferenciación genética entre poblaciones oeste y este del istmo de Tehuantepec. Esta separación data del primer interglacial de longitud de 100 Ka (800 Ka) a partir de una población ancestral de distribución más amplia y septentrional. Formas ancestrales pudieron haber migrado hacia el sur durante el Pleistoceno (1.6 Ma) con el incremento de precipitación pluvial. La estimación de cambios poblacionales indica expansión rápida en el ciclo glacial de 0.2 Ma y subsecuente mantenimiento. Se infiere reducción de nicho durante el LIG (130 Ka), aumento durante el LGM (22 Ka), Mid-HLC (6 Ka) y tiempo presente. Los resultados soportan el modelo de bosque húmedo.

ABSTRACT Chiranthodendron pentadactylon is an evergreen temperate tree species of cloud and pine-oak forests of Mexico and Guatemala. Religious importance has been attributed by the pre-Columbian peoples to its characteristic hand-shaped flower which has also constituted the iconic symbol of the Sociedad Botánica de México since 1940. The flowers are used in folk medicine. Cloud forests susceptible to climate change since they require a continuous precipitation input and develop in narrow mountainous strips of restricted distribution. Consequently, studies that increase the strategic value of conservation through the determination of the genetic status of populations and the factors that influence their distribution are needed. The objective of the present study was to infer the phylogeographic pattern of Chiranthodendron by estimating measures of genetic diversity and genetic structure, and by inferring the historical and demographic processes that shaped its genetic and phylogeographic structure based on RAD-seq derived nuclear markers. Results show low genetic diversity derived from the expansion of populations with small effective population size or high rates of inbreeding induced by range fragmentation. High levels of genetic differentiation were estimated between the populations located west and east of the isthmus of Tehuantepec. Populations diverged during the first interglacial with a time period length of 100 Ka (800 ka) from an ancestral population with a broader and northernmost distribution. Potential predecessors migrated south during the Pleistocene epoch (1.6 Ma) with the increase of precipitation input. Population changes estimation indicate a rapid expansion during the glacial period that dates back to 0.2 Ma followed by effective population size maintenance. Niche reduction during the LIG (130 Ka) and expansion during the LGM (22 Ka), Mid-HLC (6 Ka) and present time are predicted. The results support the moist forest model.