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Resin ducts as a retrospective proxy of defensive allocation in a Mediterranean pine species: Adaptive variation and plastic responses

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Resin ducts as a retrospective proxy of defensive allocation in a Mediterranean pine species: Adaptive variation and plastic responses

Vázquez González, Carla
 
DATE : 2020-05-04
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/1479
UNESCO SUBJECT : 2417.13 Ecología Vegetal ; 2402.10 Biología de Poblaciones
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

Mediterranean pines are large-sized, long-lived, iteroparous species. During their long life, they have to endure changing biotic and abiotic environments that favour plastic strategies in the relative investment of resources in growth, maintenance and reproduction. The variation in the biotic and abiotic conditions along the distribution range of species, together with other evolutionary forces related with the biogeographic past and demography, have favoured the intraspecific differentiation of adaptive syndromes in relation with the investment in different vital functions. But the speed of the ongoing environmental change imposes serious doubts about the capacity of adaptation of different populations to the future environment, and about the viability of individual plasticity as an adaptation strategy to change. In the current thesis, we aim to retrospecively explore, through dendrochronological tools and other procedures, the trade – offs between the investment in defences and growth in Mediterranean pines. To do so, we will use Pinus pinaster as a model species, and the density ... [+]
Mediterranean pines are large-sized, long-lived, iteroparous species. During their long life, they have to endure changing biotic and abiotic environments that favour plastic strategies in the relative investment of resources in growth, maintenance and reproduction. The variation in the biotic and abiotic conditions along the distribution range of species, together with other evolutionary forces related with the biogeographic past and demography, have favoured the intraspecific differentiation of adaptive syndromes in relation with the investment in different vital functions. But the speed of the ongoing environmental change imposes serious doubts about the capacity of adaptation of different populations to the future environment, and about the viability of individual plasticity as an adaptation strategy to change. In the current thesis, we aim to retrospecively explore, through dendrochronological tools and other procedures, the trade – offs between the investment in defences and growth in Mediterranean pines. To do so, we will use Pinus pinaster as a model species, and the density and other characteristics of resin ducts in different plant tissues as proxies of defensive investment. We will pay special attention to the influence of genetic and environmental factors, and particularly, past climatic conditions, on allocation to defences in this species. The studies comprising this thesis, will be carried out in provenance trials (common gardens) from the National Network of Forest Genetic Trials (GENFORED, from its acronym in Spanish) and in manipulative greehouse experiments, where populations coming from different provenances in the species distribution range, cohabit in the same environment or under the same experimental conditions. With this, we expect to generate knowledge about the variability in the defence investment in Iberian pines, as well as about the source of this variability, either environmental or genetic, and their relevance in the adaptation to change. The results, will be useful for designing future woodland adaptive management policies in the frame of global change. [-]
 
Os piñeiros mediterráneos son especies de gran talle, lonxevas e iteróparas. Durante o seu longo ciclo de vida, están sometidos a un ambiente biótico e abiótico cambiante que favorece estratexias plásticas na inversión relativa de recursos a crecemento, mantemento e reprodución. A variación nas condicións bióticas e abióticas ó longo do rango de distribución das especies, xunto con outras forzas evolutivas relacionadas co pasado bioxeográfico e a demografía, favoreceu, a súa vez, a diferenciación intraespecífica de síndromes adaptativos en relación á inversión nas distintas funcións vitais. Pero o ritmo de cambios ambientais determinados polo cambio global, impón serios interrogantes sobre a capacidade de adaptación das distintas poboacións ó ambiente futuro e sobre a viabilidade da plasticidade individual como estratexia de adaptación ó cambio. Na presente tese, preténdese avaliar, de forma retrospectiva, mediante ferramentas dendrocronolóxicas e outros procedementos, os compromisos existentes entre a inversión en defensas e o crecemento en piñeiros mediterráneos, empregando a ... [+]
Os piñeiros mediterráneos son especies de gran talle, lonxevas e iteróparas. Durante o seu longo ciclo de vida, están sometidos a un ambiente biótico e abiótico cambiante que favorece estratexias plásticas na inversión relativa de recursos a crecemento, mantemento e reprodución. A variación nas condicións bióticas e abióticas ó longo do rango de distribución das especies, xunto con outras forzas evolutivas relacionadas co pasado bioxeográfico e a demografía, favoreceu, a súa vez, a diferenciación intraespecífica de síndromes adaptativos en relación á inversión nas distintas funcións vitais. Pero o ritmo de cambios ambientais determinados polo cambio global, impón serios interrogantes sobre a capacidade de adaptación das distintas poboacións ó ambiente futuro e sobre a viabilidade da plasticidade individual como estratexia de adaptación ó cambio. Na presente tese, preténdese avaliar, de forma retrospectiva, mediante ferramentas dendrocronolóxicas e outros procedementos, os compromisos existentes entre a inversión en defensas e o crecemento en piñeiros mediterráneos, empregando a Pinus pinaster como especie de piñeiro modelo, e empregando como proxy de inversión defensiva a densidade e propiedades das canles resiníferas presentes nos tecidos vexetais. Para elo, estudiarase a influencia dos factores xenéticos e ambientais, e en particular das condicións climáticas pasadas, na inversión en defensas nesta especie. Os estudos que conforman esta tese levaranse a cabo en ensaios de procedencias (common gardens) da Rede Nacional de Ensaios Xenéticos Forestais (GENFORED) e en experimentos manipulativos de invernadoiro, onde poboacións de diferentes procedencias do rango de distribución de cada especie conviven nun mesmo ambiente. Con este, pretendemos xerar coñecemento acerca da variabilidade existente na inversión en defensas en piñeiros ibéricos, nas fontes de dita variabilidade, ben sexa ambiental, ou xenética, e a súa relevancia na adaptación ó cambio. Os resultados de esta tese serán de gran utilidade para o deseño dos futuros plans de xestión adaptativa das masas forestais no marco do cambio global. [-]
 
Los pinos mediterráneos son especies de gran tamaño, longevas e iteróparas. Durante su largo ciclo de vida están sometidos a un ambiente biótico y abiótico cambiante que favorece estrategias plásticas en la inversión relativa de recursos a crecimiento, mantenimiento y reproducción. La variación en las condiciones bióticas y abióticas a lo largo del rango de distribución de las especies, junto con otras fuerzas evolutivas relacionadas con el pasado biogeográfico y la demografía, ha favorecido, a su vez, la diferenciación intraespecífica de síndromes adaptativos en relación a la inversión en las distintas funciones vitales. Pero el ritmo de cambios ambientales determinados por el cambio global impone serios interrogantes sobre la capacidad de adaptación de las distintas poblaciones al ambiente futuro y sobre la viabilidad de la plasticidad individual como estrategia de adaptación al cambio. En la presente tesis, se pretende evaluar, de manera retrospectiva, mediante herramientas dendrocronológicas y otros procedimientos, los compromisos existentes entre la inversión en defensas y ... [+]
Los pinos mediterráneos son especies de gran tamaño, longevas e iteróparas. Durante su largo ciclo de vida están sometidos a un ambiente biótico y abiótico cambiante que favorece estrategias plásticas en la inversión relativa de recursos a crecimiento, mantenimiento y reproducción. La variación en las condiciones bióticas y abióticas a lo largo del rango de distribución de las especies, junto con otras fuerzas evolutivas relacionadas con el pasado biogeográfico y la demografía, ha favorecido, a su vez, la diferenciación intraespecífica de síndromes adaptativos en relación a la inversión en las distintas funciones vitales. Pero el ritmo de cambios ambientales determinados por el cambio global impone serios interrogantes sobre la capacidad de adaptación de las distintas poblaciones al ambiente futuro y sobre la viabilidad de la plasticidad individual como estrategia de adaptación al cambio. En la presente tesis, se pretende evaluar, de manera retrospectiva, mediante herramientas dendrocronológicas y otros procedimientos, los compromisos existentes entre la inversión en defensas y el crecimiento en pinos mediterráneos utilizando a Pinus pinaster como especie modelo, y utilizando como proxy de inversión defensiva la densidad y propiedades de canales resiníferos presentes en tejidos vegetales. Para ello, se estudiará la influencia de los factores genéticos y ambientales, y en particular de las condiciones climáticas pasadas, en la inversión defensiva en esta especie. Los estudios que comprenden esta tesis se llevarán a cabo en ensayos de procedencias (common gardens) de la Red Nacional de Ensayos Genéticos Forestales GENFORED y en estudios manipulativos de invernadero, donde poblaciones de diferentes procedencias del rango de distribución de cada especie conviven en un mismo ambiente. Con esto, pretendemos generar conocimiento acerca de la variabilidad existente en la inversión en defensas en pinos ibéricos, las fuentes de dicha variabilidad, bien sea ambiental, o genética, y su relevancia en la adaptación al cambio. Los resultados de esta tesis serán de gran utilidad para el diseño de los futuros planes de gestión adaptativa de las masas forestales en el marco del cambio global. [-]

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