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Area de vida, distribucion potencial y estado de conservacion de Espostoa frutescens Madsen, 1989 (Cactaceae).

HOME RANGE, POTENTIAL DISTRIBUTION AND CONSERVATION STATUS OF Espostoa frutescens Madsen, 1989 (Cactaceae)

Introduccion.

La familia Cactaceae es endemica de America (Anderson, 2001). Su distribucion comprende todo el continente, desde el nivel del mar hasta las zonas altoandinas (Nyffeler, 2002; Arakaki, 2011). En Ecuador, esta familia se encuentra representada por 16 generos y 43 especies nativas (Loaiza et al., 2009), de las cuales 13 especies son endemicas para el pais, sin incluir las Islas Galapagos (Madsen, 1989, 2002).

El genero Espostoa Britton y Rose (1920), se encuentra distribuido en gran parte de la region centro --norte andina, desde el sur de Ecuador hasta Bolivia (Britton & Rose, 1920; Madsen, 1989; Ostolaza, 2014). Segun la clasificacion de Hunt (2006), este genero se encuentra representado por 11 especies y seis subespecies. A nivel de Peru, el genero esta representado por 10 especies y cinco subespecies (Ostolaza, 2014). En Ecuador, la presencia de este genero se reduce a dos especies y una subespecie, reconociendose tan solo un endemismo en la region sur del pais (Loaiza et al., 2009; Madsen, 1989, 2002; Madsen & Aguirre, 2004).

Este genero se encuentra representado por plantas arbustivas o arboreas, entre 0.6 - 7 m de altura, muy ramificadas. El tronco puede estar presente o ausente. Los segmentos / ramas del tallo pueden formar candelabros de 0.4 - 4 m de largo, cubiertos de lana blanca. El numero de costillas suele variar entre 18 - 28, segun la especie. Las espinas son numerosas y cortas. Las partes florales de la planta se encuentran agrupadas y protegidas en zonas laterales (cefalios) de los segmentos del tallo, compuestas por pelos lanosos de 2 - 3 cm de largo. Las flores pueden ser de color blanco o purpura, de 4 - 6 cm de largo, actinomorfas, con bracteas pequenas y tricomas, de habito nocturno. Los frutos son redondos, de color verde, blanco o rojo, entre 1 - 3 cm de ancho. Las semillas pueden ser ovoides o obovoides, verrugosas o lisas, de aspecto opaco o brillante, numerosas y de coloracion negra (Britton & Rose, 1920; Madsen, 1989, 2002; Ostolaza, 2014).

Espostoa frutescens se caracteriza por ser una planta arborea de tamano mediano, profusamente ramificada desde la base, de 1.5 - 2 m de alto (Figura 1). El tronco es ausente, su coloracion es verde oscura. El numero de costillas varia entre 22 - 28. Las areolas son de forma eliptica (45 - 50 por costilla), de 3 - 4 mm de largo. Espina central solitaria, de 1 - 2.5 cm de largo x 0.5 - 0.75 mm de ancho. Las espinas radiales son de color amarillo palido, aciculares y difusas (38 40 por areola). Las flores son blancas, en forma de embudo, de 4 - 4.5 cm de largo x 3.5 - 4 cm de ancho. Los frutos son de color verde, su forma es globosa (baya), de 16 - 20 mm de largo x 15 - 25 mm de ancho. El periodo de floracion y fructificacion de esta especie ocurre entre los meses de octubre, noviembre y diciembre. Esta especie se caracteriza por tener un sindrome de quiropterofilia bastante estricto. Sus flores son nocturnas y suelen ser visitadas por murcielagos de los generos Anoura y Glossophaga. Las semillas son pequenas, de forma obovoide, verrugosas y de coloracion negra. Su numero es abundante (Madsen, 1989, 2002).

El tipo de formaciones vegetales en las cuales se distribuye esta especie corresponden a Bosque de neblina montano de los andes occidentales, Bosque semideciduo piemontano de la costa y Matorral seco montano de los Andes del sur (Valencia etal., 1999). Su rango altitudinal se situa entre los 800 - 2600 m de altitud (Herbarios: AAU, HUTPL, LOJA, QCA, QCNE y UDA). Esta especie se encuentra situada dentro del trazo generalizado (distrito) denominado como "Trazo interandino del sur" (Loaiza & Morrone, 2011), el cual se ubica entre las provincias de Loja, Azuay y parte de la provincia del Canar. Su area de vida corresponde principalmente a valles secos y zonas de matorral seco espinoso (Aguirre et al., 2006; Loaiza, 2013; Loaiza et al., 2009; Madsen, 2002). Esta especie suele formar asociaciones con otras especies de cactus como Armatocereus sp. y Opuntia pestifer. Al parecer esta especie conforma un grupo de cactaceas endemicas exclusivas de las cuencas del rio Jubones y del rio Leon en el suroccidente del Ecuador, entre las que destacan Armatocereus sp. Cleistocactus leonensis, Weberocereus rosei, entre otras.

Esta especie se encuentra poco representada en las colecciones de herbarios del Ecuador, razon por la cual ha resultado un poco dificil el poder determinar su correcta distribucion en algunas evaluaciones anteriores, asi como tambien evaluar su estado de conservacion. Colecciones adicionales de esta especie, provenientes de las mismas localidades en Ecuador se encuentran depositadas tambien en los herbarios MO y ZSS.

El objetivo principal del presente trabajo es presentar una evaluacion actualizada del estado de conservacion y la distribucion de Espostoa frutescens en su area de distribucion dentro del Ecuador.

Materiales y metodos.

Trabajo de campo.

Las primeras evaluaciones del estado de conservacion de esta especie se dieron en base a las observaciones realizadas por Jens E. Madsen, recogidas en las dos ediciones del Libro Rojo de Plantas Endemicas del Ecuador. De acuerdo a la ultima evaluacion realizada en el 2011, esta especie se considero bajo la categoria En Peligro (EN) de acuerdo al criterio B1 ab (iii) de la UICN (Madsen & Montufar, 2011). En aquel tiempo, las unicas colecciones conocidas sobre esta especie provenian de cuatro localidades situadas entre las provincias de Azuay y Loja (J. E. Madsen et al. / 61064, 61085, 61135 y 7416 / AAU, QCA, QCNE y LOJA). Todas las colecciones senaladas fueron realizadas durante el periodo 1985 - 2000. Posterior a estos primeros registros, se realizaron nuevas colecciones a partir del ano 2011 y se analizo detenidamente el estado poblacional y la distribucion de esta especie en base a nuevas localidades. El nuevo material botanico obtenido fue depositado en el herbario de la Universidad del Azuay (UDA) y en el herbario de la Universidad Tecnica Particular de Loja (HUTPL). Las nuevas colecciones depositadas en el herbario HUTPL fueron realizadas por el autor del presente trabajo: (CL - 018, 024 y 025). Finalmente, durante el mismo ano 2011, se realizo un taller para la evaluacion del estado de conservacion de las cactaceas de la region andina en el marco del proyecto "Global Cactus Assesment", financiado por la Universidad de Sheffield y por la IUCN, cuyos resultados fueron publicados en el ano 2015 (Goettsch et al., 2015). Modelamiento distributivo.

Para analizar la distribucion potencial de esta especie se utilizo el programa Maxent, debido principalmente a su capacidad de poder combinar su aplicacion con el uso de herramientas SIG (Arcgis) para poder generar mapas de distribucion actual y potencial de especies nativas, lo cual resulta fundamental para poder evaluar el estado de conservacion de las especies y para evaluar sitios potenciales para el desarrollo de iniciativas de conservacion y restauracion (Morales, 2012). Este programa estima la probabilidad de ocurrencia de una especie buscando la distribucion de maxima entropia (lo mas uniforme posible), a partir de datos de presencia y variables ambientales representadas en un mapa raster, todo ello sujeto a la condicion de que el valor esperado de cada variable ambiental, segun la distribucion obtenida, coincida con su media empirica (Merow et al., 2013; Morales, 2012; Phillips & Dudik, 2008; Riquelme, 2013).

Como paso previo para el modelamiento se procedio a descargar un conjunto de variables ambientales del world clim (www.worldclim.org), las cuales son de amplia cobertura global y comprenden diferentes tipos de factores bioclimaticos (temperatura, precipitacion y altitud) en formato raster, el cual permite su uso en Maxent. Se descargo el archivo bioclima 30s en formato ESRI grid (~ 1 km) y se realizo un recorte de las variables para las provincias de Azuay, Loja y El Oro (Tabla 1), con el fin de contar con un juego de variables ambientales especificamente disenado para la region sur del Ecuador.

Para obtener la distribucion potencial de esta especie se construyo una base de datos en Excel, la cual conto con nueve registros obtenidos en base a informacion personal / trabajo de campo, complementada con los registros de los principales herbarios del Ecuador y algunas bases de datos de herbarios internacionales (Tabla 2). Esta informacion posteriormente fue debidamente georreferenciada y transformada a un archivo de texto CSV (delimitado por comas). Debido al reducido numero de registros disponibles, se siguio la metodologia aplicada por Gimenez et al., 2015, la cual consiste en desarrollar 10 replicas para el modelo, con el 25 % de los registros usados como test data, 500 iteraciones y 10000 puntos de respaldo "background points" con la finalidad de obtener una mayor precision en el modelamiento. Esta metodologia se aplico para hacer un "jackknife" y determinar las variables ambientales que mejor contribuyen con el modelamiento (Figuras 2 y 3). Luego de registrar las variables ambientales con menor valor de contribucion para el modelamiento (Figura 4), se volvio a correr nuevamente el modelamiento y se selecciono como archivo de salida "output" un modelo logistico en formato "asc", ya que este modelo es el mas facil de conceptualizar y permite obtener como resultado un mapa binario, con valores entre 0 y 1, en donde 1 es el valor que permite visualizar el area de distribucion potencial / modelo predictivo de una especie.

El proposito de la grafica de la curva operacional (Curva ROC) obtenida para el modelamiento es senalar, en el caso de la curva roja (entrenamiento), el ajuste del modelo a los datos del muestreo y, en el caso de la curva azul (test), el grado de ajuste del modelo a los datos y supone el test real del poder predictivo del modelo. La linea negra representa a su vez, la linea esperada si el modelo no fuese mejor que "por azar". El valor del AUC representado en la curva ROC va de 0 a 1 y se considera que mientras mas cerca se encuentre el valor obtenido a 1, mejor es el criterio de aceptacion del modelamiento obtenido.

Como analisis estadistico, se evaluaron los test dependiente e independiente, usando para ellos como umbral de corte los valores de P en 1, 5 y 10 bajo el area de curva AUC (Tabla 3). Para el umbral de corte, se selecciono la opcion para el minimo de presencia de los puntos de entrenamiento "Minimum training presence", lo cual permite obtener modelos bien precisos y ademas, permite generar como resultado archivos en formato "shapefile" que permiten realizar mapas distributivos. Area de vida.

Para estimar el area de vida se utilizo una herramienta disponible en ArcGis llamada Xtools Pro, la cual permite crear poligonos en base a los registros de una especie y ademas, estimar su area de vida en [km.sup.2].

Los mapas finales fueron realizados con el programa ArcGis 10.3.

Resultados.

Distribucion y biogeografia.

El modelamiento realizado en Maxent para esta especie tuvo un nivel de aceptacion bastante optimo (Figura 5). El valor de AUC obtenido fue de 0.971 y el grado de prediccion al azar fue de 0.5, lo cual indica un nivel de confianza bastante aceptable (Figura 6).

De las variables utilizadas, cuatro variables con valores superiores al 1 % contribuyeron con el modelamiento, lo cual representa el 99.2 % de la varianza explicada (Tabla 1). Las variables ambientales con mayor influencia para la distribucion de E. frutescens fueron: bio_3 (50.5 %) y bio_16 (42.9 %) (Tabla 1).

La distribucion de esta especie ocurre entre las provincias de Azuay, Loja y El Oro, sin embargo, en base al modelamiento obtenido (Figura 7) se establece que las areas de mayor ocurrencia para esta especie se situan principalmente en los cantones de Santa Isabel y Ona (Azuay) y Saraguro (Loja). Dentro de la provincia de El Oro, esta especie es particularmente abundante en la cuenca del rio Jubones. Su distribucion se extiende de forma prolongada a lo largo del valle interandino de Yunguilla (Santa Isabel) en la provincia del Azuay hasta llegar al canton Pasaje en la provincia del Oro, en donde es una especie bastante comun.

Discusion.

Estado de conservacion.

En base a las observaciones realizadas durante el 2011, se concluyo que el estado poblacional de esta especie se ha mantenido estable en varias localidades dentro de su area de distribucion durante los ultimos anos, siendo bastante comun en algunas localidades, principalmente en el valle de Yunguilla (Santa Isabel) ya lo largo de la via Santa Isabel--Pasaje. No se evidencio en ningun momento que esta especie sea aprovechada de alguna forma ya sea como planta ornamental o por algun otro medio y tampoco se detectaron amenazas potenciales para la conservacion de sus poblaciones, ni se evidencio que existan poblaciones severamente fragmentadas.

El area de vida establecida para esta especie se estimo en un valor aproximado de 3 383.7 km2, el cual fue obtenido en base a un poligono creado con la ayuda del programa Xtools Pro (Figura 7), utilizando todos los registros conocidos. Sin embargo, al confrontar el poligono creado con el modelamiento obtenido en Maxent, se considera que el area de vida de esta especie es menor al valor obtenido y se podria estimarlo en 2 500 - 2 800 km2. En base a ello, de acuerdo al criterio B1 ab (iii) de la UICN, esta especie deberia permanecer dentro de la categoria de especies consideradas en peligro (EN), sin embargo, dado que las poblaciones de esta especie no se encuentran severamente fragmentadas y el numero de registros es superior a cinco, se considera que esta especie debe estar asignada en la categoria de especies poco amenazadas "Near Threatened" (NT), ademas de que su area de vida bien podria superar o al menos llegar a los 3 500 km2 si se consideran zonas de probable distribucion en la provincia de El Oro.

A pesar de la ausencia de amenazas potenciales para la conservacion de esta especie, se debe senalar que esta especie no se encuentra presente dentro de ninguna area protegida y no existe ningun organismo en el Ecuador que se encargue de monitorear el estado poblacional de las distintas especies de cactaceas en el pais. Por ello se recomienda ya la vez se sugiere realizar monitoreos permanentes a fin detectar cualquier tipo de alteracion o amenaza que pueda afectar las poblaciones de esta especie y en caso de tener alguna evidencia, tomar las medidas del caso a fin de poder asegurar su supervivencia a largo plazo, mas aun considerando que se trata de una especie endemica para el Ecuador. Tambien se sugiere buscar la implementacion de algun area protegida o bosque protector que permita la conservacion de las poblaciones mas importantes de esta especie dentro de su area de distribucion. Por ultimo, es necesario desarrollar los estudios necesarios para conocer al detalle su biologia reproductiva e interaccion con especies polinizadoras.

Agradecimientos.

El autor de este trabajo desea expresar su principal agradecimiento a Barbara Goettsch por las observaciones y valiosos comentarios realizados al presente articulo. Dos revisores anonimos realizaron observaciones y sugerencias al manuscrito inicial. Al personal del herbario de la Universidad Tecnica Particular de Loja (HUTPL) por su soporte y apoyo durante las distintas salidas de campo realizadas en la provincia de Loja. Un agradecimiento al personal del herbario LOJA, QCA y QCNE por permitirme revisar las distintas colecciones de cactaceas depositadas en sus instalaciones y por las facilidades brindadas.

Literatura citada.

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Christian R. Loaiza S. (1)

(1) Instituto de Ciencias Biologicas "Antonio Raimondi", Facultad de Ciencias Biologicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Peru / Representante regional de la Sociedad Latinoamericana de Cactaceas y Suculentas en el Ecuador. christian.loaiza@unmsm.edu.pe.

Presentado: 03/10/2016

Aceptado: 17/02/2017

DOI: http://dx.doi.org/10.21704/rea.v16i1.897

Leyenda: Figura 1. Espostoa frutescens.

Leyenda: Figura 2. Curva de omision / prediccion para Espostoa frutescens.

Leyenda: Figura 3. Curva de sensibilidad / especificidad para Espostoa frutescens.

Leyenda: Figura 4. Test de jackknife para Espostoa frutescens.

Leyenda: Figura 5. Modelo de curva acumulativa (AUC) para Espostoa frutescens.

Leyenda: Figura 6. Valor de AUC obtenido para Espostoa frutescens.

Leyenda: Figura 7. Area de vida (PMC) y distribucion potencial de Espostoa frutescens.
Tabla 1: Porcentaje de contribucion (% C) e importancia de la
permutacion (PI) de cada variable para el modelamiento logistico y
potencial.

Variables                  Descripcion                    Modelamiento

                                                        % C       PI

bio_1        Temperatura media anual                     --       --
bio_2        Oscilacion diurna de la temperatura         --       --
bio_3        Isotermalidad                              50.5     46.9
bio_4        Estacionalidad de la temperatura (%)        0        0
bio_5        Temperatura maxima del periodo mas          --       --
               calido
bio_6        Temperatura minima del periodo mas frio    1.3      7.7
bio_7        Oscilacion anual de la temperatura         0.8       0
bio_8        Temperatura media del cuatrimestre mas      0        0
               lluvioso
bio_9        Temperatura media del cuatrimestre mas     4.5       0
               seco
bio_10       Temperatura media del cuatrimestre mas      --       --
               calido
bio_11       Temperatura media del cuatrimestre mas      --       --
               frio
bio_12       Precipitacion anual (mm)                    0        0
bio_13       Precipitacion del periodo mas lluvioso      0        0
bio_14       Precipitacion del periodo mas seco          --       --
bio_15       Estacionalidad de la precipitacion (%)      0        0
bio_16       Precipitacion del cuatrimestre mas         42.9     45.4
               lluvioso
bio_17       Precipitacion del cuatrimestre mas seco     0        0
bio_18       Precipitacion del cuatrimestre mas          0        0
               calido
bio_19       Precipitacion del cuatrimestre mas frio     0        0
Total                                                   100       --

Tabla 2: Registros confirmados de Espostoa frutescens utilizados en el
modelamiento potencial del habitat.

Localidad                        Latitud               Longitud

Via Santa Isabel--Pasaje  03[grados] 18'         79[grados] 28'
  (Azuay)
Via Cuenca--Loja (Azuay)  03[grados] 25'         79[grados] 09'
No determinada (El Oro)   03[grados] 19'         79[grados] 30'
Via Cuenca--Ona (Azuay)   03[grados] 25' 12.0"   79[grados] 12' 00.0"
Via Udushi--Santa Isabel  03[grados] 28'         79[grados] 25'
  (Loja)
Km. 76 de la via          03[grados] 25' 27.3"   79[grados] 09' 07.6"
  Ona--Cuenca (Azuay)
Via Manu--Udushi (Loja)   03[grados] 25' 22.2"   79[grados] 22' 06.0"
Via Manu--Udushi (Loja)   03[grados] 25' 26.0"   79[grados] 21' 07.7"
Via Ona--Susudel          03[grados] 25' 13.0"   79[grados] 09' 37.0"

Localidad                 Altitud (m  Referencia

Via Santa Isabel--Pasaje  1018      Herbario AAU
  (Azuay)
Via Cuenca--Loja (Azuay)  1965      Herbario AAU
No determinada (El Oro)   898       Herbario AAU
Via Cuenca--Ona (Azuay)   2492      Herbario AAU
Via Udushi--Santa Isabel  2530      Herbario Loja
  (Loja)
Km. 76 de la via          2124      Herbario HUTPL
  Ona--Cuenca (Azuay)
Via Manu--Udushi (Loja)   1754      Herbario HUTPL
Via Manu--Udushi (Loja)   1420      Herbario HUTPL
Via Ona--Susudel          1854      Herbario UDA

Tabla 3: Resultados de las areas predictivas para los
valores de corte acumulativo 1, 5, 10 y valor de corte
minimo generados para el modelamiento.

Valores de corte       Modelamiento predictivo
acumulativo
                    Fraccional de area predictiva

1                               0.605
5                               0.365
10                              0.249
Minimo                          0.061
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Author:R. Loaiza S., Christian
Publication:Ecologia Aplicada
Date:Jan 1, 2017
Words:4190
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