Plant invasionsa multi-disciplinary comparison between coexisting native and non-native plant pairs

Resum

Les plantes invasores són considerades un dels problemes ecològics més devastadors del segle XXI. D'acord amb les projeccions globals actuals, en particular les relacionades amb el comerç internacional i la mobilitat d'éssers humans, es preveu que l'abast i la freqüència de la introducció d'espècies no autòctones augmentarà dràsticament. Encara que s'han dedicat una gran quantitat d'estudis a analitzar com es produeixen les invasions de plantes no natives, encara existeix un gran desconeixement sobre per què algunes espècies de plantes poden establir-se amb èxit fora de les seves àrees de distribució natives mentre que d’altres no. En aquest context, l'objectiu general d'aquesta tesi doctoral va ser comprendre els diferents mecanismes que sustenten aquest establiment exitós, utilitzant per a això una aproximació multidisciplinària que combina tres enfocaments: ecologia, fitoquímica i fisiologia foliar. En primer lloc, avaluem les diferències entre les espècies natives i no natives com dos grups diferenciats, i després realitzem experiments de parells d'espècies (cada parell format per una espècie nativa i una no nativa coexistent) per a buscar si els patrons generals observats es poden aplicar a cada espècie no nativa en particular en comparació amb les espècies natives coexistents. Aquesta tesi, a més, combina observacions de camp i experiments en condicions controlades, la qual cosa permet obtenir resultats rellevants en l’àmbit ecològic i, al mateix temps, investigar millor els mecanismes de causa i efecte. Observacions directes al camp van mostrar que la proporció de pol·linitzadors compartits per espècies natives i no natives va ser de 0-33%, i que els pol·linitzadors més comunament compartits entre les espècies natives i no natives coexistents no van ser els pol·linitzadors més generalistes. Els nostres resultats demostren que les espècies no natives tendeixen a adquirir un conjunt de pol·linitzadors molt diferent del de les plantes natives amb les quals cohabiten, el que suggereix que les espècies no natives interfereixen poc en l'èxit de pol·linització de les espècies natives. En estudiar les diferències entre les plantes natives i no natives en la taxa de visites dels pol·linitzadors a les flors, trobem que la longitud de la corol·la fins a l'obertura i l'abundància de flors són trets florals determinants. En referència als trets morfològics i 6 Resum químics, els nostres resultats van mostrar que només uns pocs dels trets analitzats diferien significativament entre espècies natives i no natives. A més, la importància de tals diferències va ser inconsistent en comparar ambients que diferien en la disponibilitat de recursos. Tals resultats indiquen que el rendiment de les plantes no natives depèn del context, i no concorda amb la idea que les espècies no natives superen consistentment a les espècies natives en ambients amb alta disponibilitat de recursos i que les espècies natives superen a les no natives en ambients amb baixa disponibilitat de recursos. Respecte a l'enfocament fitoquímic, no es van obtenir resultats concloents en comparar els impactes de les substàncies al·loquímiques i els mecanismes de defensa antioxidant de plantes natives i no natives coexistents. L'enfocament centrat en la fisiologia foliar va mostrar que les espècies no natives avaluades a les illes del Mediterrani tendeixen a tenir trets fisiològics foliars beneficiosos, com un menor cost de construcció de fulles, en comparació amb les espècies natives amb les quals cohabiten. Les espècies no natives també van mostrar una major conductància del mesòfil (gm) i una menor limitació de la conductància del mesòfil per a la fotosíntesi (lm), dos nous trets que aquesta tesi incorpora a la "síndrome invasiva del tret fisiològic foliar". Respecte a l'espectre d'economia foliar, les nostres troballes suggereixen que les espècies natives i no natives se situen en els costats oposats de l'espectre de l'economia foliar, amb les espècies no natives situades en l'extrem de ràpid retorn. És necessari que estudis futurs avaluïn si aquest és un patró generalitzable a altres espècies. La majoria dels nostres resultats recolzen la tendència general que l'establiment exitós d'espècies no natives en noves zones geogràfiques podria estar influenciat per un o múltiples mecanismes. Tanmateix, també il·lustren que això no es pot generalitzar per a cada planta no nativa en particular quan es comparen amb la seva espècie de planta nativa coexistent. Aquest fet destaca la importància d'avaluar altres mecanismes o enfocaments (p. ex., ecologia evolutiva, genètica) en múltiples etapes del procés d'invasió i en un major nombre d'espècies, per a avaluar si existeix un patró general que contribueixi a l'èxit de la invasió d'espècies no natives.