multiples factores afectan la invasion de pinos

Invasión de Pinos en Isla Victoria: el
rol del ciervo, los ratones, las aves y los
hongos micorrízicos *
Martin A. Nuñez
University on Tennessee en Knoxville
University of central Florida en Orlando.
*Para reproducir todo o parte de esta charla por favor contácteme primero ([email protected]).
Algunas fotos tienen copyright y algunos resultados no han sido publicados aun.
Si tiene dudas o preguntas no dude en consultarme o visitar mi pagina web:
http://web.utk.edu/~mnunez/
Las invasiones biológica son un problema
Los Pinos son nativos en el
hemisferio norte y son altamente
invasivos en el hemisferio sur
Invasión de pinos en el hemisferio sur
Pino Radiata
Australia
Pino contorta
Nueva Zelanda
Pino maritimo
Sud Africa
Pino elliottii
Brasil
Pino radiata
Chile
Pino kesiya
Madagascar
Conocemos MUY poco de los
factores que regulan las invasiones
Isla Victoria, Parque Nac. Nahuel Huapi
Lago Nahuel Huapi
Historia de la introducción de especies
arbóreas en la Isla Victoria
•Entre 1925 y 1939 se
plantaron 135 especies
exóticas (62 coníferas)
Nahuel Huapi
Lake
•1960 el proyecto se
suspendió y se abandonaron
las plantaciones.
Patrón de invasión observado:
-altas densidades de exóticos muy
cerca de las plantaciones (~50 m).
-muy bajas densidades lejos de las
plantaciones.
Especies arboreas dominantes
Coihue
Nothofagus dombeyi
Ciprés
Austrocedrus chilensis
Factores propuesto para explicar la invasion de pinos (en blanco) y los factores
que nosotros creemos que pueden ser mas importantes en la isla victoria (Naranja):
Tasas de crecimiento
Duración del período juvenil
Tasa de germinación de semillas
Condiciones climáticas
Predación de semillas
Presión de propágulos Capacidades de dispersión
Disturbio
Herbivoría por enemigos naturales
Características del suelo
Alelopatía
Facilitación por hongos micorrízicos
Dispersión secundaria
Competencia con la flora nativa
Herbivoría
por ciervo
?
Invasión de
pinos
?
Seed
Predación
Predation
de
semillas
?
Facilitación
por micorrizas
Herbivoría
por ciervo
Herbivoría
por ciervo
?
Invasión de
pinos
Ramoneo por ciervos: comun en la isla
Hipótesis de la liberación de los
enemigos
Zona donde la especie es exótica
Zona donde la especie es nativa
Hipótesis de la liberación de los
enemigos
Zona donde la especie es exótica
Zona donde la especie es nativa
Nuestra idea:
El ciervo impide la invasión de los
pinos dado que los daña en forma
muy intensa; y los prefiere a los
árboles nativos.
Experimento de “cafetería” o de
“tenedor libre”
Experimento de “cafetería” o de
“tenedor libre”
Especies exóticas: pino Ponderosa y pino Oregón
Especies nativas: Ciprés y Coihue
Nativo
Exótico
Porcentaje de individuos comidos
El ciervo prefiere a los nativos!
a
a
b
b
Austrocedrus chilensis
ciprés
Nativos
Nothofagus donbeyi
coihue
Pseudotsuga menziesii
Pinus ponderosa
pino oregón pino ponderosa
Exóticos
Porcentaje
comidasbrowsed
por especie
% de
of ramas
branches
Porcentaje de ramas comidas por especie
a
a
b
ciprés
Nativos
coihue
b
pino oregón pino ponderosa
Exóticos
No esperabamos esto: los ciervos parecen
estar estimulando la invasión mas que
frenándola
Facilitación de las invasiones por
especies exóticas
+
especie exótica B
Especie exótica A
El ciervo también tiene otros efectos además de la herbivoria, como el pisoteo o
el incremento de nutrientes en suelo debido a sus excrementos
Para esto tenemos clausuras, donde se excluye el efecto del ciervo y por lo tanto
se puede estudiar como seria un bosque sin el.
b
Herbivoría
por ciervo
Herbivoría
por ciervo
+
Invasión de
pinos
Herbivoría
por ciervo
+
Invasión de
pinos
?
Seed
Predación
Predation
de
semillas
?
Facilitación
por micorrizas
Predación de semillas
Invasión de
pinos
?
Seed
Predación
Predation
de
semillas
Porque estudiar la predacion de
semillas?
Son muy importantes pare determinar la
distribución y abundancia de muchas
especies de plantas
En la región hay mucha predacion de semillas
La semilla de los pinos son mucho mas
grandes que la de los árboles
nativos
Hipótesis de resistencia biológica
-
-
Nativo
Exótico
Nativos
Hipótesis de resistencia biológica
Nativo
Exótico
Nativos
Nuestra idea: la predación de semillas
limita la invasión de pinos.
Primer Experimento
predación de semillas en el campo
5 especies:
2 nativas – Coihue y Ciprés
3 exóticas- pino Oregón, ponderosa y murrayana
1
Las semillas de exóticas fueron preferidas,
Porcentaje comido
y lejos de los pinares la predación fue más intensa
Cerca a pinares
Lejos de pinares
Coihue
ciprés
Nativos
P. contorta
P. oregón
P. ponderosa
Exóticos
Las semillas grandes fueron mas comidas
predacion
Porcentaje de predación
80
2
R = 0.83
60
Exóticas
40
20
Nativas
0
0
1
2
3
Ln pe s o de las s e m illas
4
Logaritmo del peso de las semillas (mg)
5
•Con Cámaras
automáticas
encontramos que las
aves y los roedores
eran responsables de la
predación de semillas
Segundo experimento: clausuras de
semillas
# of seedlings
Numero
de plántulas
# of germinated seeds in the diferent treatments and distances for
Menos
semillas nacieron
fuera de la protección y
all the spp
lejos de las plantaciones
60
Con protección
cage
50
W
/out
cage
Sin
protección
40
30
20
10
0
close
Cerca a las plantaciones
far
Lejos de las plantaciones
Porcentaje
de semillas
que nacieron
% seeds
germinated
El pino ponderosa
fue seeds
la especie
mas atacada
Percent
germinated
60
P.
ponderosa
Pino
Ponderosa
Pseudotsuga
Pino Oregon
P.
contorta
Pino
Contorta
50
40
30
20
10
0
Con
protección
cage
Sin
protección
W /out cage
close
Cerca a las plantaciones
Con
cage
Sincage
W /out
protección
protección
far
Lejos de las plantaciones
• La predacion de semillas puede ser un
factor importante explicando la poca
invasión en la isla
• Esto puede deberse a que las plantaciones
no son hábitat propicio para los animales
locales
• Esto indica que un bosque relativamente
poco alterado sería mas eficiente para
impedir la invasión que un bosque muy
alterado. Por lo tanto sería importante
mantener los bosques con mínimo impacto
Invasión de
pinos
Seed
Predación
Predation
de
semillas
Herbivoría
por ciervo
+
Invasión de
pinos
Seed
Predación
Predation
de
semillas
?
Facilitación
por micorrizas
Facilitación por micorrizas
Invasión de
pinos
?
Facilitación
por micorrizas
Micorrizas
• Las micorrizas son vitales para
la vida de la mayoría de las
plantas en la tierra
Numerosos intentos de establecer
plantaciones de coníferas exóticas
fallaron por la falta de micorrizas
Hay evidencia de falta de inoculación en
zonas donde los pinos no son nativos,
como en Australia, NZ y EEUU
(regiones donde no hay pinos nativos)
La idea
• Los pinos no pueden crecer lejos de las
plantaciones dado que no tiene los hongos
micorrízicos adecuados
• Experimento de invernadero
• Experimento de campo
• Análisis moleculares
Invernadero
Solo lejos de las plataciones la addicion de inoculo incremento 3x
Peso de las
plántulas
(g)
Aboveground
Biomass
(g)
m ass
(g)
el crecimiento, sugiriendo la falta de hongos micorrhizicos
1.6
Pino Ponderosa
1.2
0.8
0.4
0
close w ith
ECM
Cerca
addition
close
Far w ith Far W/out sterile
w /out
ECM
ECM
Lejos addition
Lejos
Cerca additon
ECM
Suelo
Con adición addition
Con
Sin
Sin
estéril
de inóculo
estéril
adición de
inóculo
Cerca
adición de
inóculo
adición de
inóculo
Lejos
!
mass (g)
0.6
Pino Murrayana
0.4
0.2
mass (g)
Biomasa (g)(g)
Biomasa
0
/
1.2
/
Pino Oregon
0.8
0.4
0
1.6
Pino Ponderosa
mass (g)
1.2
0.8
0.4
0
close
Cercaw ith
ECM
Con
a ddition
adición de
inóculo
close
Cerca
w /out
Sin
ECM
adición
de
a ddition
inóculo
FaLejos
r w ith
ECM
Con
a dditon
Fa rLejos
W /out
ECM
Sin
a ddition
ste rile
Suelo
adición de adición de estéril
inóculo
inóculo
Experimento de campo
• En zonas invadidas y no invadidas
• Semillas de 3 especies de coníferas exóticas.
Controles
Sin
•Suelo local
•Inóculo esterilizado
Tratamiento
Con
•Con Inóculo (Suelo de las plantaciones)
N° de plots con plántulas
Establecimiento de plántulas
Pinus contorta
12
Inoculado con micos
Local soil added
Con suelo local
ECM added
8
Sterile soil added
Con inoculo estéril
4
0
CLOSE
Cerca de plantaciones
FAR
Lejos de plantaciones
Experimento de campo
Biomasa aérea de plántulas
0.08
Pinus ponderosa
Con inoculo estéril
0.06
Biomasa
m ass(g)
(g)
Inoculado con micos
Con suelo local
0.04
0.02
0
Close
plantations
Cerca
detoplantaciones
Far from
plantations
Lejos
de plantaciones
Análisis moleculares
•20 spp. hongos micorrícicos encontrados
cerca de las plantaciones
• 3 spp. encontradas lejos
Análisis moleculares
• La gran mayoría de las plántulas cerca
del pinar estaban colonizadas por
hongos micorrízicos
• Solo el 16% de las plántulas lejos de
pinar estaban colonizadas por hongos
Análisis moleculares
La mitad de las plántulas cerca del pinar estaban
colonizadas por solo dos especies que Nunca fueron
encontradas lejos del pinar: Wilcoxina mikolae y
Rhizopogon sp.
Wilcoxina mikolae
•Especie mas abundante
•Presente en el 27% de las plántulas cerca de los pinares
•Nunca encontrada lejos de pinares
Wilcoxina mikolae
Rhizopogon sp.:
•2da especie mas abundante
•Nunca encontrada lejos de pinares
Conclusiones
• La falta de especies micorrícicas adecuadas
puede estar retardando la invasión
• redes de micelio importante para la invasión
• Es importante tener cuidado con la
contaminación del suelo dado que esto
puede disparar una invasión de pinos y
quizás otras especies.
El ciervo y el jabalí pueden estar
dispersando los hongos
Herbivoría
por ciervo
+
Invasión de
pinos
Seed
Predación
Predation
de
semillas
Facilitación
por micorrizas
Conclusiones generales
+
Las invasiones pueden estar
controladas por múltiples factores
Pine
invasion
-
-
Saber como operan estos factores puede ser vital para
plantear planes de manejo
La interacción entre estos factores u otros factores
pueden también ser muy importantes, lo cual abre
la puerta para otros estudios en el futuro
Herbivoría
por ciervo
+
Invasión de
pinos
Seed
Predación
Predation
de
semillas
Facilitación
por micorrizas
Gracias!
Parque Nacional Nahuel Huapi
University of Tennessee
Universidad del Comahue
Sigma Xi y NSF