Subgénero Astrophea (Passiflora L.): Diversidad y distribución en Colombia John A. Ocampo, Ph.D. Recursos genéticos y mejoramiento Luis E. Forero, Spc. Etnobotánica y Botánica Económica 2015
Subgénero Astrophea (Passiflora L.): Diversidad y distribución en Colombia
John A. Ocampo, Ph.D. Recursos genéticos y mejoramiento
Luis E. Forero, Spc. Etnobotánica y Botánica Económica
2015
Origen y distribución del género Passiflora L.
Origen y distribución del género Passiflora L.
Origen y distribución del género Passiflora L.
Divergencia entre 32 a 38 Ma
Distribución del género Passiflora L. en América
Colombia: 171 spp.
Brasil: 147 spp.
Ecuador: 92 spp.
Taxonomía
576 especies de Passiflora L. descritas hasta el 2014
16-25 Géneros Ca. 700 spp.
Passiflora L. Passifloraceae
ca. 576 spp.
Ellsworth Killip (1938)
Linda A. de Escobar (1990) inédito
Revisión subgénero Astrophea (57 spp.)
22 subgéneros
Feuillet & McDougal (2003)
Kronick et al. (2009)
5 subgéneros
Astrophea - Decaloba Deidamioides - Passiflora - Tetrapathea
Taxonomía
Taxonomía
Subgénero Astrophea (57 especies)
Supersección Astrophea (27 especies)
Supersección Pseudoastrophea (30 especies)
• Sección Pseudoastrophea (17) • Sección Botryastrophea (13) Serie Botryastrophea (6) Serie Carnae (7)
• Sección Astrophea (10) • Sección Capreolata (15) • Sección Leptopoda (2)
Taxonomía
Especie tipo Passiflora arborea Spreng, 1826
Habito:
Botánica y morfología de Astrophea
Miguel Molinari William Vargas
P. mariquitensis P. macrophylla P. lindeniana
John Ocampo
Lianas Arbustos 2 a 3 m Arboles 4 – 6 m
Passiflora sphaerocarpa
Botánica y morfología de Astrophea
Hoja:
Simples opuestas
Botánica y morfología de Astrophea
Nectario:
1 par en el ápice del peciolo
Botánica y morfología de Astrophea
Flor:
Hermafrodita de hipantio corto y elongado
Botánica y morfología de Astrophea
Flor:
Morfología floral
Cámara nectarífera
Botánica y morfología de Astrophea
Fruto:
Baya entre 2 a 3 cm de longitud
Sabor ligeramente dulce
Citogenética : x = 6 y 9 (número base)
• Astrophea : 2n = 24
• Decaloba: 2n = 12, 36, 72
• Passiflora: 2n = 18, 20
• Deidamioides: 2n= ?
• Tetrapathea: 2n= ?
Subgéneros
Biología de la reproducción de Astrophea
Biología de la reproducción de Astrophea
• Plantas alógama: polinización cruzada • Polinización: (Apis melifera, Xylocopa spp.) y aves (colibrís) • Flujo genético: poblaciones heterogéneas
Delsy Trujillo John Ocampo
n = 9 n = 6
n = 12
Distances Sokal & Michener
Variabilidad interespecifica Morfológica (Ocampo et al., 2007)
Coevolución con Heliconious
• Larvas de mariposas consumen la lamina foliar
Coevolución con Mariposas
• Néctar como fuente de alimento
Coevolución con Hormigas (Formicidae)
• Larvas hormigas se alimentan del néctar extrafloral
Muschner et al. (2003)
ITS spacer
outgroup
outgroup
Filogenia
Secuencias nucleares
ncpGS
Yockteng & Nadot (2004)
Outgroup
Filogenia
Hansen et al. (2006)
Secuencias cloroplásticas
TrnL / TrnT
outgroup
Filogenia
Astrophea
Tryphostemmatoides
- Tres grandes grupos
Decaloba mejor separado y estructurado
Passiflora poca estructura
Astrophea
- Monofilia de genero ?
- Tryphostemmatoides
NJ, distance de Sokal & Michener
Filogenia
ADNcp (Ocampo et al., 2007)
psbC- trnS & trnS - trnfM
OUTGROUP
Filogenia ADNcp (Ocampo et al., 2007)
Genero Passiflora L. monofiletico?
Distribución espacial de Passiflora L. en Colombia
• Mayor diversidad en la región Andina
• Elevaciones entre 1.000 a 2.000 mayor riqueza
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Catalogo de Passiflora L. en Colombia
General Estudiar la diversidad del subgénero Astrophea en Colombia
Objetivos
Específicos a) Inventariar en el numero de especies presentes en Colombia
b) Mapear la distribución espacial de la diversidad de especies en Colombia
c) Determinar el estatus de conservación de las especies en Colombia
Extranjeros
P : Museum d’Histoire Naturelle – Paris – Francia
MO : Missouri Botanical Garden – USA
MA : Real Jardín Botánico – Madrid – España
K : Kew Garden – London - Grand-Bretaña
NY : New York Botanical Garden– USA
Nacionales
PSO - HAU - COL - FAUC - CUVC - FMB
VALLE - MEDEL - CHOCO – TOLI - CAUP
AFP - UIS – CDMB - COAH – JAUM - HUQ
SURCO
a. Inventario de las especies de Astrophea
Herbarios consultados (23)
Data
mining
INFORMACION DE ETIQUETA
(taxonomía, localidad, etc.)
GEO-REFERENCIACION
(longitud, latitud, altitud)
Gazzeter
Consulta de literatura
Killip (1938, 1960), Uribe (1955a), Escobar (1988a, b, 1989, 1990), Ulmer & MacDougal (2004),
Hilgenhof (2012) y artículos con la descripción de cada especie.
a. Inventario de las especies de Astrophea
Ellsworth P. Killip (1890 – 1968)
1938
Linda Albert de Escobar (1940 – 1993)
A taxonomic revision of Passiflora
subgenus Astrophea (Passifloraceae)
Linda Albert de Escobar
Universidad de Antioquia
1990
Consulta en bases de datos en línea (internet)
GBIF (Global Bioversity Information Facility): www.gbif.or
EOL (Enciclopedia de la Vida): www.eol.org
The Plant List: www.theplantlist.org
Tropicos: www.tropicos.org
a. Inventario de las especies de Astrophea
Colectas en campo
Georeferenciación con GPS en los departamentos de
Antioquia, Caldas, Cauca, Cundinamarca, Meta, Putumayo, Risaralda, Quindío,
Santander, Nariño, Tolima, Huila y Valle del Cauca
a. Inventario de las especies de Astrophea
a. Inventario de las especies de Astrophea
Análisis de datos
• Datos depurados en OpenRefine
• Modelación en Maxent, Diva-GIS y ArcGis
• Validación de la distribución espacial
BigData
0
10
20
30
40
50
60
70
80
No
. re
gist
ros
Especies
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
• 257 observaciones registradas de las especies en Colombia
• 24 especies inventariadas para Colombia de 57 registradas en el Neotrópico
42,1% en Colombia
Subgénero Astrophea (24 especies)
Supersección Astrophea (14 especies)
Supersección Pseudoastrophea (10 especies)
• Sección Pseudoastrophea (5) • Sección Botryastrophea Serie Botryastrophea (4) Serie Carnae (1)
• Sección Astrophea (9) • Sección Capreolata (5) • Sección Leptopoda (0)
a. Inventario de las especies de Astrophea
arborea, callistema emarginata engleriana, lindeniana macrophylla putumayensis sphaerocarpa tica
haughtii, mariquitensis mutisii pittieri citrifolia (Syn. jussieui )
grandis, phaeocaula skiantha Sclerophylla venosa
pyrrhantha, securiclata spinosa spicata
holtii
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
No
. esp
ecie
s
Departamentos
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
• Especies registradas en 26 departamentos de 32 departamentos
• Vaupés (5), Valle del Cauca (5), Vichada (6) y Antioquia (8) concentran la diversidad
12,7%
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
El dendograma identifica la asociación de cuatro grandes grupos entre los departamentos
Redescubrimiento de P. mariquitensis Mutis en 2008
224 años después de la Expedición Botánica 1784
a. Inventario de las especies de Astrophea
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
• El mayor numero de especies (18) se concentra entre los 0 a 500 msnm
• Las especies arborescentes están adaptadas en la zona alto andina hasta los 3.110 m
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0-500 501 - 1000 1001 - 1500 1501 - 2000 2001 - 2500 2501 - 3000 3001 - 3500
No
. es
pe
cies
Altitud (msnm)
27%
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
• Brasil (24) y Colombia (24) los países con mayor numero de especies
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Belize
Guatemala
Nicaragua
Costa Rica
Panama
Bolivia
Suriname
Perú
Ecuador
Guyana Francesa
Guyana
Venezuela
Colombia
Brasil
No. especies
Paí
s
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
• Las Astrophea han sido poco colectadas - colecciones de herbario son escasas
• La mayoría de las especies se encuentran en ecosistema perturbados en borde de caminos
a. Mapeo de la distribución espacial de la diversidad
Resultados
Altitud (msnm)
Especies
• La mayor concentración de especies se localizan en la región Andina
Especies
• P. arborea
• P. emarginata
• P. sphaerocarpa
• P. engleriana
• P. lindeniana
• P. putumayensis
Diva-GIS
a. Mapeo de la distribución espacial de la diversidad
Resultados
La mayoría de las especies presentes en la Orinoquia y Amazonia
también son encontradas en Venezuela, Brasil y las Guayanas.
En Colombia estas especies exhiben variación morfológica
respecto a los individuos en los otros países.
P. sclerophylla P. securiclata P. skiantha P. pyrrhantha P. phaeocaula P. spicata
P. costata P. ovata P. tessmannii
a. Inventario de las especies de Astrophea
Resultados
Ocho especies endémicas para Colombia fueron
registradas en región Andina principalmente, 34% de
la diversidad total.
P. emarginata - arborescente.
John Ocampo
Adaptación climática (Bioclim) - a partir del Análisis de Componentes Principales ( ACP)
Andes superiores
Pacifica
(humedad)
Caribe
(seco)
Temperatura
Pre
cip
ita
ció
n
a. Mapeo de la distribución espacial de la diversidad
Andes bajos
Orinoquia
a. Mapeo de la distribución espacial de la diversidad
Análisis de clasificación neighbour joining
Adaptación climática (Bioclim) - ACP
Lianas - zarcillos
Arboles y arbustos
a. Mapeo de la distribución espacial de la diversidad
Resultados
• Antioquia
• Caquetá
• Guainía
• Meta
La distribución potencial identifica cinco zonas
ultradisversas o puntos calientes en especies de
Astrophea:
4 – 6 Especies
Maxent/Diva-GIS
a. Estatus de conservación de las especies de Astrophea
Resultados
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 5 10 15 20 25
No
. re
gist
ros
Especies
P. arborea
P. emarginata
P. sphaerocarpa
P. spinosa
P. macrophylla
El 78% de las especies tienen una distribución restringida: • Distancia máxima (Dmax) < 400 Km
• Área de ocupancia (AOO) < 50 Km2
• Menos de 10 registros
Solo 5 especies presentan mas de 10 registros de colecciones.
a. Estatus de conservación de las especies de Astrophea
Resultados P. callistema* P. putumayensis P. sclerophylla P. skiantha P. spicata P. grandis* P. haughtii * P. lindeniana P. pyrrhantha P. mariquitensis* P. citrifolia P. tica P. venosa
P. mutisii*
P. pittieri
P. securiclata P. engleriana * P. holtii P. phaeocaula
P. macrophylla P. spinosa, P. sphaerocarpa * P. emarginata* P. arborea
Ninguna de las especies esta en la categoría de Preocupación Menor (LC)
Especies endémicas*
a. Estatus de conservación de las especies de Astrophea
Resultados
4% Extinta (EX) 52% Peligro Crítico (CR) 18% Amenaza (EN) 4% Vulnerable (VU) 22% Casi Amenzado (NT)
El 74 % de las especies presentan un grado de amenaza:
a. Estatus de conservación de las especies de Astrophea
Resultados
Passiflora mutisii Killip considerada extinta, sin embargo se necesitan mas esfuerzos para la exploración en la zona de Tolima, Caldas y Cundinamarca.
Principales amenazas Alteración de los habitats
Deforestación
Monocultivos
Incendios
Minería
Ganadería
Politicas - Responsaibilidad - Educación
Cambio Climático
a. Estatus de conservación de las especies de Astrophea
P. lindeniana
Conclusiones
El inventario mostro que Colombia y Brasil con 24 (c/u) especies son los países con mayor diversidad de Astrophea, las cuales están concentradas desde el nivel del mar hasta los 1.000 m. Sin embargo, en la zona Andina la especies arborescentes han encontrado un nicho ecológico apropiado para su desarrollo (radiación adaptativa). El análisis de vulnerabilidad siguiendo los criterios de la IUCN establece que el 74% de las especies inventariadas presentan algún grado de amenaza, dentro de las cuales el 52% están en peligro crítico (CR) y se puede concluir que este grupo tiene una prioridad urgente de conservación de sus hábitats e incluirlas en bancos de germoplasma, con la finalidad de evitar procesos de extinción. Finalmente, los resultados sugieren que Colombia puede ser escenario de muchas mas especies de Astrophea y la colecta en las zonas no exploradas es una tarea urgente que involucre políticas gubernamentales con la iimplementación de estrategias de conservación que integre el medio ambiente a escala del paisaje.
Agradecimientos
Agradecimientos