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

Resumen

Las plantas invasoras son consideradas uno de los problemas ecológicos más devastadores del siglo XXI. De acuerdo con las proyecciones globales actuales, en particular las relacionadas con el comercio internacional y la movilidad de seres humanos, se proyecta que el alcance y la frecuencia de la introducción de especies no autóctonas aumentará drásticamente. Aunque se han dedicado una gran cantidad de estudios a analizar cómo se producen las invasiones de plantas no nativas, aún existe un gran desconocimiento sobre por qué algunas especies de plantas pueden establecerse con éxito fuera de sus áreas de distribución nativas mientras que otras no. En este contexto, el objetivo general de esta tesis doctoral fue comprender los diferentes mecanismos que subyacen a este establecimiento exitoso, utilizando para ello una aproximación multidisciplinar que combina tres enfoques: ecología, fitoquímica y fisiología foliar. En primer lugar, evaluamos las diferencias entre las especies nativas y no nativas como dos grupos diferenciados, y después realizamos experimentos de pares de especies (cada par formado por una especie nativa y una no nativa coexistente) para buscar si los patrones generales observados se pueden aplicar a cada especie no nativa en particular en comparación con las especies nativas coexistentes. Esta tesis, además, combina observaciones de campo y experimentos en condiciones controladas, lo que permite obtener resultados relevantes a nivel ecológico y, al mismo tiempo, investigar mejor los mecanismos de causa y efecto. Observaciones directas en campo mostraron que la proporción de polinizadores compartidos por especies nativas y no nativas fue de 0-33%, y que los polinizadores más comúnmente compartidos entre las especies nativas y no nativas coexistentes no fueron los polinizadores más generalistas. Nuestros resultados demuestran que las especies no nativas tienden a adquirir un conjunto de polinizadores muy distinto al de las plantas nativas con las que cohabitan, lo que sugiere que las especies no nativas interfieren poco en el éxito de polinización de las especies nativas. Al estudiar las diferencias entre las plantas nativas y no nativas en la tasa de visitas de polinizadores a las flores, encontramos que la longitud de la corola hasta la apertura y la abundancia de flores son rasgos florales determinantes. En los referido a los rasgos morfológicos y químicos, nuestros resultados mostraron que solo unos pocos de los rasgos analizados diferían significativamente entre especies nativas y no nativas. Además, la importancia de tales diferencias fue inconsistente al comparar ambientes que diferían en la disponibilidad de recursos. Tales hallazgos indican que el rendimiento de las plantas no nativas depende del contexto, y no concuerda con la idea de que las especies no nativas superan consistentemente a las especies nativas en ambientes con alta disponibilidad de recursos y que las nativas superan a las no nativas en ambientes con baja disponibilidad de recursos. Con respecto al enfoque fitoquímico, no se obtuvieron resultados concluyentes al comparar los impactos de los aleloquímicos y los mecanismos de defensa antioxidante de plantas nativas y no nativas coexistentes. El enfoque centrado en la fisiología foliar mostró que las especies no nativas evaluadas en las islas del Mediterráneo tienden a tener rasgos fisiológicos foliares beneficiosos, como un menor coste de construcción de hojas, en comparación con las especies nativas con las que cohabitan. Las especies no nativas también mostraron una mayor conductancia del mesófilo (gm) y una menor limitación de la conductancia del mesófilo para la fotosíntesis (lm), dos nuevos rasgos que esta tesis incorpora al "síndrome invasivo del rasgo fisiológico foliar". Con respecto al espectro de economía foliar, nuestros hallazgos sugieren que las especies nativas y no nativas se ubican en los lados opuestos del espectro de la economía foliar, con las especies no nativas ubicadas en el extremo de rápido retorno. Es necesario que estudios futuros evalúen si este es un patrón generalizable a otras especies. La mayoría de nuestros hallazgos respaldan la tendencia general de que el establecimiento exitoso de especies no nativas en nuevas zonas geográficas podría estar influenciado por uno o múltiples mecanismos. Sin embargo, también ilustran que esto no se puede generalizar para cada planta no nativa en particular cuando se compara con su especie nativa coexistente. Este hecho destaca la importancia de evaluar otros mecanismos o enfoques (p. ej., ecología evolutiva, genética) en múltiples etapas del proceso de invasión y en un mayor número de especies, para evaluar si existe un patrón general que contribuya al éxito de la invasión de especies no nativas.