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Distribucion actual y potencial de las cactaceas Ferocactus histrix, Mammillaria bombycina y M. perezdelarosae en el estado de Aguascalientes, Mexico.

INTRODUCCION

Los mapas de distribucion son esenciales para el estudio de los patrones de distribucion de las plantas y son la base para el establecimiento de estrategias de conservacion, dado que no es posible proteger una especie sin saber donde esta presente. Los que se usan con mayor frecuencia son los de puntos y superficies sombreadas, pero tienen varias desventajas ya que subestiman la distribucion real en regiones que no han sido muestreadas o sobrestiman aquellas que lo han sido de manera deficiente (Anderson et al., 2002). El modelado de nicho ecologico es una tecnica que se usa para identificar areas de distribucion potencial con base en variables ambientales, informacion de presencia de las especies y algoritmos que estiman el nicho climatico usando informacion ambiental y de localidad (Guisan y Zimmermann, 2000; Graham et al., 2004). A pesar de las imprecisiones intrinsecas del modelado (Pearson et al., 2006), tiene una gran diversidad de aplicaciones que van de la teoria de conservacion del nicho y especiacion (Peterson et al., 1999; Wiens, 2004), el cambio climatico (Peterson et al., 2002; Ballesteros-Barrera et al., 2007), procesos de invasion de las especies (Peterson, 2003), el muestreo de especies raras (Guisan et al., 2006; Pearson et al., 2007), la agricultura (Sanchez-Cordero y Martinez-Meyer, 2000), la salud humana y animal (Peterson y Kluza, 2003; Peterson et al., 2005) o bien la exclusion y la expansion de nicho ecologico de una especie, asociada con la falta de competencia con otras (liberacion competitiva) (Anderson et al., 2002), entre muchas otras (Kozak et al., 2008).

Por la diversidad de su fisiografia, clima y suelos del pais, la flora de Mexico es una de las mas ricas y variadas del continente. Una de las familias que mejor la representa es la de las cactaceas (Bravo Hollis, 1978), las cuales se encuentran principalmente en zonas aridas y semiaridas, y son utilizadas para elaborar jugos concentrados, postres, jarabes, mermeladas y deshidratados, y como plantas ornamentales.

Actualmente muchas de las actividades del hombre estan causando la disminucion de las poblaciones de cactaceas, con acciones tales como la destruccion de su habitat por asentamientos humanos, el saqueo ilegal o la introduccion de animales en los lugares donde crecen. Estas plantas son especialmente vulnerables debido a su distribucion geografica restringida, sus ciclos de vida largos y sus tasas bajas de crecimiento (Hernandez y Godinez, 1994; Godinez-Alvarez et al., 2003).

Bravo Hollis (1978) presenta una perspectiva general y a nivel nacional del estado de conservacion de las cactaceas mexicanas, pero existe la necesidad de realizar estudios de menor escala que puedan ser mas informativos y utiles para la toma de decisiones a nivel local. Elegimos el estado de Aguascalientes como un caso particular debido a tres razones: hay informacion base sobre la distribucion de las cactaceas en la entidad, la presencia de una diversidad biologica alta en la entidad (Avila, 2008) y el pequeno tamano de la misma (5589 [km.sup.2]; Anonimo, 1995), lo que permite una evaluacion rapida pero completa de la distribucion de cactaceas con problemas de conservacion.

Aguascalientes esta situado en el centro de la Republica Mexicana. El estado posee un clima semiseco principalmente y en el se tienen registrados 12 generos y 70 especies de cactaceas (Quezada et al., 2000); de ellas, Mammillaria bombycina Quehl y M. perezdelarosae Bravo & Scheinvar son nativas de Aguascalientes, demandadas como ornamentales, mientras que Ferocactus histrix (DC) G. E. Linds es caracteristica del centro de Mexico, usada en la produccion de dulces, agua de biznaga y como planta ornamental. De acuerdo con la NOM-059-SEMARNAT-2010 (Anonimo, 2010), las tres especies se encuentran sujetas a proteccion especial. Ademas, a nivel regional la sobreexplotacion, aunada a la destruccion de su habitat, ha hecho que la situacion de conservacion de estas especies se agrave (Anderson, 2001; Del Castillo y Trujillo, 1991).

Para el estado de Aguascalientes existen pocos estudios sobre cactaceas. De la Cerda (1999) menciona que F. histrix es escasa, crece en el matorral subtropical en el municipio de Calvillo (en el suroeste de la entidad); ademas registra aM. bombycina para selva baja caducifolia en el mismo municipio y aM. perezdelarosae como una especie sumamente escasa en el matorral subtropical de Calvillo, en el bosque de encino en San Jose de Gracia (en el noreste) y en el matorral rosetofilo de Jesus Maria (en la porcion central). Quezada et al. (2000) amplian la distribucion publicada por De la Cerda (1999) para F. histrix, pues la reportan tambien de los municipios de Asientos, Cosio, Rincon de Romos, Pabellon, Jesus Maria, San Jose de Gracia y Tepezala; incluyen asimismo dos localidades para M. perezdelarosae en los municipios de San Jose de Gracia y Calvillo, pero no lo hacen para M. bombycina.

Se actualiza la informacion sobre la distribucion de las tres especies en el estado y se estima su distribucnion potencial utilizando la tecnica de modelado de nicho ecologico. El proposito de este estudio es identificar y delimitar aquellas areas que pudieran tomarse en consideracion para una futura introduccion de individuos de estas especies obtenidos por medios biotecnologicos.

MATERIALES Y METODOS

La recoleccion de informacion se hizo mediante recorridos quincenales a diferentes localidades del estado de Aguascalientes entre enero de 2009 y febrero de 2010 en busca de las especies estudiadas. Los lugares de muestreo se definieron a partir de los datos obtenidos en la literatura (Fitz-Maurice, 1989; De la Cerda, 1999; Pilbeam, 1999; Quezada et al., 2000; Pilbeam y Bowdery, 2005; Quezada, 2008;) y de la consulta de las bases de datos en linea Cactus and Succulent Field Numbre Finder y de la Unidad de Informatica para la Biodiversidad (UNIBIO-UNAM). Se revisaron los herbarios de la Universidad Autonoma de Aguascalientes y del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agricolas y Pecuarias en Pabellon, Aguascalientes. Las exploraciones fueron planeadas para cubrir la mayor parte de las regiones del estado, incluso aquellas en donde no se habian reportado estas especies. El metodo de busqueda fue a traves de transectos de longitud variable que cubrian diferentes tipos de vegetacion y formas topograficas. Para cada ejemplar encontrado se registraron las coordenadas precisas usando un receptor de posicionamiento satelital GPS Garmin ETrex (Datum WGS83) y se tomo nota de las caracternisticas del microhabitat inmediato: (a) vegetacion, (b) presencia de otros cactus, (c) presencia de plantas nodrizas, y (d) cercania a rocas.

Para el modelado de nicho ecologico se empleo el software MaxEnt (3.3.2, febrero de 2010, Princeton University & AT&T Labs-Research, Princeton, NJ, descarga gratuita en http://www.cs.princeton.edu/~schapire/maxent/), el cual toma como base para predecir la distribucion de una especie en un area geografica en el conjunto de ubicaciones de ocurrencia georreferenciado (todas las coordenadas de las localidades visitadas) y las variables ambientales (Phillips et al., 2004; Phillips et al., 2006; Phillips y Dudik, 2008). Estas ultimas fueron elegidas del paquete de 19 variables ambientales de escala mundial llamado Worldclim, generadas por Hijmans et al. (2005) y disponibles en http://www.worldclim.org.

Se realizo un primer modelado para delimitar el area de estudio con bases biologicas y geograficas usando el sistema de informacion geografica Manifold (version 8.0.16, Ultimate Edition, Carson City, NV, marzo 2010) en el que se integraron los puntos recopilados para revisarlos en busca de posibles errores y se elaboraron los mapas de localidades de colecta. Con esta delimitacion se recortaron las capas ambientales de Worldclim de manera individual. Se obtuvo asi un plano en el que se asignan valores continuos cuantitativos a cada pixel del area de estudio, que fue transformado en uno binario en el que indica la presencia potencial de las especies de interes en Aguascaliente. Esta transformacion se hizo mediante el metodo de Maximizacion de la suma de sensibilidad-especificidad (Liu et al., 2005). Posteriormente este se combino con informacion del habitat de las especies obtenida durante las salidas de campo y con la cartografia de vegetacion y uso de suelo 1:250 000 (CONABIO, 1999) para identificar los tipos de vegetacion en los cuales estaban los puntos de colecta de las tres especies y asi corroborar las observaciones de campo. Tal procedimiento tuvo la finalidad de hacer mas precisos los mapas de distribucion potencial.

RESULTADOS

Las localidades visitadas en la fase del trabajo de campo en donde se encontraron ejemplares de las especies en estudio fueron 76 para F. histrix, 30 para M. bombycina y 60 para M. perezdelarosae; muchas de ellas son sitios de los que estas plantas no habian sido reportadas previamente. En la figura 1 se muestran los lugares en los que fueron halladas (algunos puntos estan superpuestos por lo que no se aprecian bien en el mapa). Ferocactus histrix se presenta en el norte y este de Aguascalientes, en los municipios de Asientos, Calvillo, El Llano, Jesus Maria, Rincon de Romos, San Jose de Gracia y Tepezala; para el El Llano no se habia registrado con anterioridad. Mammillaria bombycina se localizo en el suroeste en los municipios de Calvillo y Jesus Maria, siendo este ultimo tambien un lugar de donde no se habia reportado esta especie. En el caso de M. perezdelarosae, esta fue encontrada en los municipios de Aguascalientes, Asientos, Calvillo, Jesus Maria, San Francisco de los Romo y San Jose de Gracia; destacando los de Aguascalientes, Asientos, Jesus Maria y Rincon de Romos como areas en donde no se habia registrado.

Se obtuvieron varios modelos con el programa MaxEnt para cada especie con la finalidad de ajustar condiciones, eliminar variables ambientales redundantes y mejorar la capacidad predictiva de los mismos. Las figuras 2, 3 y 4 muestran los mapas finales producidos por el modelado de nicho ecologico para cada una de ellas. Los tipos de vegetacion en los cuales se ubicaron los puntos de colecta de las tres especies fueron los siguientes: 46.96% de los ejemplares de F. histrix tuvieron una correspondencia con el matorral subtropical, 24.24% con el pastizal natural, 21.21% con el matorral sarcocrasicaule, 4.54% con el bosque de encino y 3.03% con areas de manejo agropecuario. ParaM. bombycina 73.33% de los ejemplares se presentaron en areas de manejo agropecuario ocupadas con anterioridad por matorral subtropical principalmente, 13.33% en matorral subtropical y 10% en bosque de encino. De M. perezdelarosae 46.66% fueron localizados en bosque de encino, 26.66% en pastizal, 21.66% en matorral subtropical y 5% en areas de manejo agropecuario (Fig. 5). Cabe mencionar que con frecuencia nuestra interpretacion del tipo de vegetacion observado durante las salidas de campo fue diferente del mostrado por la carta de la CONABIO (1999). De acuerdo con los modelos construidos en MaxEnt se identificaron las variables que tuvieron mas importancia para explicar la distribucion de esta especie: para F. histrix fueron el intervalo medio de temperatura semanal, la estacionalidad de la precipitacion, la temperatura minima del periodo mas frio del ano, la precipitacion del cuatrimestre mas humedo y la estacionalidad de la temperatura; sin embargo, fueron las dos primeras las que contribuyeron de manera mas importante a la construccion del modelo. Para M. bombycina las variables mas significativas fueron la temperatura minima del periodo mas frio del ano, la precipitacion del cuatrimestre mas caliente, el intervalo de temperatura anual y la precipitacion del mes mas seco. Finalmente, para M. perezdelarosae se identificaron la precipitacion del cuatrimestre mas caliente, la temperatura minima del periodo mas frio, la estacionalidad de la precipitacion y la precipitacion del cuatrimestre mas frio del ano.

Preferencias de habitat de las especies

Ferocactus histrix crece en altitudes de entre 1750 y 2473 m, en canadas, cerca de rocas o sobre ellas. Fue notorio que en las localidades que se visitaron en el noroeste del estado se observaron individuos en laderas con poca inclinacion, mientras que los encontrados en la mitad oeste del mismo estaban generalmente en canadas de dificil acceso (Fig. 6-A).

[FIGURA 1 OMITIR]

[FIGURA 2 OMITIR]

[FIGURA 3 OMITIR]

[FIGURA 4 OMITIR]

[FIGURA 5 OMITIR]

Las plantas de F. histrix se pueden encontrar en una condicion solitaria o formando grupos de dos o tres ejemplares, frecuentemente cerca de plantas arbustivas como Mimosa sp. (una de gato), Acacia sp. (huizache) y Prosopis sp. (mezquite). En algunas ocasiones este cacto esta asociado a Mammillaria bombycina en los sitios en donde sus areas de distribucion coinciden.

Se encontraron varias colonias de Mammillaria bombycina en altitudes de 1847 a 2417 m, algunas en canadas y otras al nivel del suelo en la base de paredes rocosas o en la union de rocas (Fig. 6-B). Crece tanto en zonas con suelos humedos frecuentemente asociada a briofitas (musgos) y Quercus rugosa (encino), como en zonas mas secas en asociacion con gramineas y otras cactaceas.

Mammillaria perezdelarosae se encontro en altitudes entre 2024 y 2417 m, creciendo sobre rocas muy expuestas, comunmente asociada con briofitas (musgos), Selaginella sp. (siempre viva), liquenes, o gramineas; forma colonias de pocos ejemplares y fue comun hallar ejemplares solitarios (Fig. 6-C).

[FIGURA 6 OMITIR]

DISCUSION

A partir de las visitas realizadas al campo, se logro identificar la importancia que tienen las plantas nodrizas en el desarrollo de las cactaceas estudiadas en estado juvenil (Valiente-Banuet et al., 1991). Se observaron ejemplares pequenos de F. histrix en varias de las localidades visitadas, especialmente en Cerro de Juan Grande en el municipio de Palo Alto y en la canada de Potrerillos en el municipio de Rincon de Romos, lo que es indicativo de nuevos reclutamientos en esas poblaciones. Tambien se supo, a traves del contacto directo con pobladores locales, que el dulce de biznaga que se comercializa en el estado se trae de estados vecinos, gracias a lo cual ha disminuido la presion de colecta sobre estas poblaciones a nivel local. Sin embargo, la presencia de ganado es comun en la region y sigue teniendo un impacto negativo en la mayoria de las zonas visitadas. Por otro lado, ante la escasez de alimento por la sequia presente en algunas areas del estado, algunos roedores consumen los individuos jovenes y las semillas de estas plantas.

Los resultados del trabajo de campo permitieron ampliar las distribuciones conocidas de las especies de estudio en comparacion con lo reportado por De la Cerda (1999) y Quezada et al. (2000). Ademas, se reconocen las caracteristicas de preferencia de habitat para estas especies, derivadas de lo observado en las salidas de campo y las asociaciones que establecen con sus plantas nodrizas. Por estas razones, este estudio puede tomarse como base para posteriores investigaciones de indole ecologico que contribuyan a confirmar la presencia o ausencia de las especies en las zonas de la distribucion potencial.

La estimacion de la distribucion potencial de las tres especies por medio de un ejercicio de modelacion es un avance importante para plantear estrategias de conservacion, y tal informacion puede ser usada en iniciativas de reintroduccion en areas naturales.

CONCLUSIONES

Se localizo un numero importante de poblaciones de las tres especies estudiadas en el estado de Aguascalientes, con lo que se amplio y se actualizo el conocimiento de su distribucion en la entidad. Los datos recabados en el estudio de campo se agregan a los disponibles en la literatura y proporcionan un mejor conocimiento de las caracteristicas del habitat que ocupan cada una de ellas, lo cual es de importancia fundamental en cualquier estrategia de conservacion en sus areas naturales de distribucion. A partir de los mapas de distribucion potencial de F. histrix, M. bombycina y M. perezdelarosae para el estado obtenidos mediante el modelado de nicho ecologico, se pudieron identificar los sitios con las condiciones ambientales mas apropiadas para cada una de estas especies, lo cual puede ser de utilidad para futuras iniciativas de produccion y reintroduccion de cactaceas.

AGRADECIMIENTOS

A Margarita De la Cerda Lemus, Octavio Rosales Carrillo, Gabriel Gonzalez Adame, Gerardo Garcia Regalado, Roberto Rico Martinez, Alberto Rodriguez Avalos, Silvestre Delgadillo, Guadalupe Mata Perez, Martha Evelia Perez Reyes, Isaac Reyes Silva, Daniela Cano, Sofia Sigala Meza y Eric Sigala Meza por su ayuda en campo, en la revision del manuscrito y por su apoyo personal. A dos revisores anonimos cuyos comentarios incrementaron significativamente la calidad del manuscrito. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia por la beca para estudios de doctorado para E.M.R.

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Recibido en julio de 2012.

Reactivado en febrero de 2013.

Aceptado en diciembre de 2013.

ERNESTINA MEZA-RANGEL (1), FELIPE TAFOYA (2), ROBERTO LINDIG-CISNEROS (3), JOSE JESUS SIGALA-RODRIGUEZ (2), EUGENIO PEREZ-MOLPHE-BALCH (1,4)

(1) Universidad Autonoma de Aguascalientes, Centro de Ciencias Basicas, Departamento de Quimica, Avenida Universidad 940, Ciudad Universitaria, 20100 Aguascalientes, Aguascalientes, Mexico.

(2) Universidad Autonoma de Aguascalientes, Centro de Ciencias Basicas, Departamento de Biologia, Avenida Universidad 940, Ciudad Universitaria, 20100 Aguascalientes, Aguascalientes, Mexico.

(3) Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Centro de Investigaciones en Ecosistemas, Antigua Carretera a Patzcuaro Num. 8701, Colonia Ex Hacienda de San Jose de la Huerta, 58190 Morelia, Michoacan, Mexico.

(4) Autor para la correspondencia: eperezmb@correo.uaa.mx
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Author:Meza-Rangel, Ernestina; Tafoya, Felipe; Lindig-Cisneros, Roberto; Sigala-Rodriguez, Jose Jesus; Pere
Publication:Acta Botanica Mexicana
Date:Jul 1, 2014
Words:4130
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