O impacto do Homem na estrutura de uma espécie: Portugal, um paradigma
Résumé
The Mediterranean basin is characterised by a traditional depletion of forest by man and the human impact has modified species’ genetic diversity. Maritime pine (Pinus pinaster Aiton) occurs naturally in fragmented populations in the western part of the Mediterranean basin. This distribution has been reshaped during the last two centuries by heavy afforestation, particularly in southwest France and in the Iberian Peninsula, and by invasive behaviour in disturbed areas. This presentation summarizes and discusses results of studies in which molecular markers were used to undercover the genetic diversity of this species, which further traced the human impact on its genetic structure, exemplary demonstrated for Portugal. The genetic parameters estimated from chloroplast microsatellites (cpSSR) data revealed that the level of genetic diversity in Pinus pinaster is very high. A clear and significant differentiation among groups of populations of different geographic origin (Portugal, France, Italy, Spain and Morocco) was observed. Conversely, the degree of population divergence within country is generally very low and close to zero, indicating a homogeneous distribution of the variation within groups. The presence of significant differentiation among groups of populations of different geographic areas seems to reflect the existence of different glacial refugia during the Quaternary, for this species. In France the observed haplotypic pattern suggest a genetic ‘melting pot’ of haplotypic diversity, derived from the mixture of material due to the artificial transfer from different regions. Using mitochondrial DNA, a maternally inherited marker, only three-mitochondrial haplotypes were found, which provided a clear picture of nonoverlapping areas colonized from different refugia, with no single population having a mixed composition. The phylogenetic analysis made with allozyme markers showed a high geographical structure in the Iberian Peninsula. The northwestern populations form a cluster and the southeastern populations another. Highest levels of diversity in the eastern and the southern populations and an important reduction of gene diversity in the northwestern range of the species in the Peninsula were observed. Nevertheless, a putative refugium in Portugal was not excluded, because P. pinaster could have survived during the last glaciation in sheltered areas at low altitude close to the Atlantic Ocean, also supported by pollen and charcoal fossil discoveries. The distribution of the genetic variation of P. pinaster in Portugal, as revealed by cpSSR, indicated that there are low levels of differentiation among populations and that the diversity is found mainly within populations. No discernible geographic pattern was found. Evidences of strong anthropogenic influence associated with extensive gene flow could explain these findings
A bacia do Mediterrâneo é caracterizada pelo tradicional desaparecimento da floresta devido à acção do Homem e o impacto humano tem tido influência na alteração da diversidade genética. O pinheiro bravo ocorre em populações fragmentadas na região oeste da bacia do Mediterrâneo e a sua área de distribuição tem sido alterada nos últimos séculos devido a intensa florestação, em particular no SW de França e no Noroeste da Península Ibérica e, também, devido ao comportamento invasivo desta espécie em áreas perturbadas do ponto de vista ecológico. Nesta apresentação pretendemos sintetizar e discutir o resultado de estudos que utilizaram técnicas moleculares para revelar a diversidade do pinheiro bravo e, também, o impacto humano na sua estrutura genética; que é demonstrado paradigmaticamente em Portugal. Os parâmetros genéticos estimados com base em microsatélites do cloroplasto (cpSSR) revelaram que a diversidade genética é muito elevada ao nível da distribuição da espécie. Observou-se uma clara e significativa diferenciação entre grupos de populações de diferente origem geográfica (Portugal, França, Itália, Espanha e Marrocos). Pelo contrário, o grau de divergência dentro dos países é geralmente muito baixo ou próximo de zero, o que indica uma variação homogénea dentro dos grupos. A presença de diferenciação entre grupos de populações de diferentes áreas reflecte a existência de diferentes refúgios durante o Quaternário. Em França, o padrão haplotípico sugere uma mistura de material proveniente de diferentes origens. Só foram encontrados 3 mitótipos, usando marcadores mitocondriais, marcador de herança maternal, o que proporciona uma imagem clara de áreas colonizadas a partir dos diferentes refúgios; nem uma só população possui uma composição mista. Uma análise filogenética feita com base em isoenzimas mostrou que a estrutura geográfica do pinheiro bravo na Península Ibérica (PI) é muito elevada. As populações de Noroeste formam um grupo e as de Sudeste outro. Observou-se níveis elevados de diversidade nas populações de Este e Sul e uma redução importante da variabilidade em populações da região Noroeste da PI. No entanto, pode ter existido em Portugal um refúgio, pois o pinheiro bravo pode ter sobrevivido durante a última glaciação em zonas abrigadas e de baixa altitude junto ao Oceano Atlântico, o que parece também ser evidente devido a descobertas de pólen e carvão fóssil. A distribuição da variação genética do pinheiro bravo em Portugal, observada através de cpSSR indica que a diferenciação entre populações é baixa e que a diversidade existe principalmente dentro das populações. Não se observa nenhum padrão geográfico, mas as evidências existentes de uma forte influência antrópica antropogénica associada a um fluxo genético extensivo poderiam explicar esse resultado