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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES “ZARAGOZA” Paleobiogeografía y Diversidad de tres géneros de Plantas Acuáticas Fósiles (Typha, Scirpus y Nymphaea) . T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE B I O L O G O P R E S E N T A : PEDRO CHRISTIAN MARTÍNEZ MARTÍNEZ DIRECTORA: Dra. Ma. Patricia Velasco de León Adscripción: Carrera de Biología, FES Zaragoza, UNAM. MÉXICO, D. F. SEPTIEMBRE DEL 2008. Neevia docConverter 5.1 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. DEDICATORIA A mis Padres Quienes me enseñaron que uno debe superarse día con día, que jamás debe rendirse uno ante la adversidad, quienes sacrificaron toda una vida por darme, educación y valores. Quienes me enseñaron que no importa que trabajo sea el que desempeñe uno, siempre y cuando sea honrado, aún si este es muy humilde. A mi Madre (mi Heroína) Quien supo darme, lo que solamente una Madre puede dar, cariño, comprensión y esperanza. Y me alentó a seguir adelante. Quien con sus manos realizo arduos trabajos para darme comida, techo, y lo más importante para mi , educación y valores. Gracias A mi Hermano Quien me soporto todos estos años, quien me enseño que uno puede salir adelante si uno se lo propone, sin importar el nivel educativo que uno posea. Gracias Y que Gaia (La madre Tierra) siga cuidando de ti. A mi primer Tutor: Constantino Rabago Torres Quien me enseño el gran valor que posee el conocimiento, y quien fuera una gran influencia para mi. Neevia docConverter 5.1 AGRADECIMIENTOS Agradezco a mi Familia: Francisca Martínez Olvera, Pedro Martínez Olvera y Sergio Martínez Martínez y por su puesto mi perro, por todo el apoyo otorgado durante todo el tiempo que estuve estudiando, así como en los momentos difíciles de mi vida; por todos los momentos gratos que pase junto a ellos; pero sobre todo por su comprensión y paciencia. Al Prof. Constantino Rabago Torres, quien fuera un extraordinario Arqueólogo y Mayista, gracias por sus consejos y por exhortarme a seguir estudiando cada día más. A la Dra. Ma. Patricia Velasco de León por todos los conocimientos que me brindo; por todo el apoyo otorgado durante la realización de este trabajo; por todos los grandes momentos que pase en todas y cada una de las salidas a campo, así como, reuniones formales e informales; por los jalones de orejas, taches y megataches, “que nunca pude quitar de mi mente”, pero sobretodo por su infinita paciencia, confianza y comprensión. Al M. en C. David N. Espinosa Organista y M. en C. Genaro Montaño Arias por facilitarme y asesorarme en el manejo de los programas Arcview, Diva Gis y Google Earth. A la M. en C. Erika L. Ortiz Martínez por sus aportaciones a mi trabajo y por asesorarme en el manejo del programa NTSYSpc 2.1. Neevia docConverter 5.1 A la Biól. Magdalena Ordoñez por aceptarme de nuevo como alumno oyente en la materia Biogeografía II que imparte en la carrera de Biología. A mis sinodales Dra. Ma. Patricia Velasco de León, M. en C. Dolores A. Escorza Carranza, M. en C. Carlos Pérez Malváez, M. en C. David N. Espinosa Organista y M. en C. Erika L. Ortiz Martínez por sus invaluables aportaciones, que enriquecieron considerablemente este trabajo. Al proyecto Paleoecología en dos sectores del Eje Neovolcánico PAPPIT IN108706 por la beca otorgada en el periodo Enero a Noviembre de 2007. A los maestros y maestras del museo: Alfredo Bueno (Maestro Good), Mercedes, Magda y David, por sus enseñanzas. A los compañeros y compañeras del Laboratorio de Paleontología y Museo Zoológico: Diana, Argelia, Itzel, Noemí, Bety, Erika, Flor, Rigo, Ricardo y Manuel, a todos ellos gracias porque me la pase muy chido en todas las salidas a campo así como en el laboratorio y el museo. A los compañeros de la Carrera: Alfredo, Álvaro, Lluvia Angélica, Noe Ureste (Púas Olivares), Luz, Paulina, Noe Correa (El Super Portero), Ricardo (La Doña), Cuetero, Jorge (George), Iván (Galo, Pumba y demás apodos), Osvaldo (El Valdito), Enrique (El Tachidito), Osvaldo Bandí (El Gigoló, Vado, etc), Alba Marcela, Alejandra (Alequiqui), David Alejandro (Cheche), Fabiola, Azucena (La Chena, Jaca), espero no me haya faltado alguna persona. Neevia docConverter 5.1 ¡¡¡A TODOS MUCHAS GRACIAS!!! Neevia docConverter 5.1 i INDICE Resumen……………………………………………………………………. 1 Introducción………………………………………………………………... 2 Antecedentes……………………………………………………………….. 3 Marco Teórico……………………………………………………………… 10 Descripción de los Taxa……………………………………………………. 14 Typha………………………………………………………………… 14 Scirpus……………………………………………………………….. 14 Nymphaea……………………………………………………………. 15 Estructuras Microscópicas (Polen)………………………………………... 17 Justificación………………………………………………………………… 18 Objetivos……………………………………………………………………. 19 Zona de Estudio…………………………………………………………….. 20 Método……………………………………………………………………… 22 Resultados………………………………………………………………….. 25 Trazos Generalizados……………………………………………….. 25 Nodos Panbiogeográficos…………………………………………… 34 Fenograma…………………………………………………………… 36 Polen…………………………………………………………………. 36 Discusión…………………………………………………………………….. 37 Conclusiones………………………………………………………………… 46 Bibliografía………………………………………………………………….. 48 Anexos………………………………………………………………………. 52 Anexo 1……………………………………………………………………… 53 Neevia docConverter 5.1 ii Anexo 2………………………………………………………........................ 54 Anexo 3……………………………………………………………………… 56 Anexo 4……………………………………………………………………… 57 Anexo 5……………………………………………………………………… 58 Anexo 6............................................................................................................ 59 Anexo 7............................................................................................................ 60 Anexo 8............................................................................................................ 61 Neevia docConverter 5.1 1 RESUMEN Los trabajos paleobiogeográficos son escasos y generalmente están enfocados al estudio de plantas terrestres. Es por ello que en este trabajo se reconstruyó el área de distribución de tres géneros de hidrófitas fósiles (Typha, Nymphaea y Scirpus), paralelamente se reconoció el área de distribución de los géneros actuales, en el continente Americano. Se emplearon dos métodos biogeográficos: Panbiogeográfico y Fenético. A partir de la consulta hecha a las diferentes Colecciones Biológicas Científicas (Paleobiology Database, UCMP, TROPICOS W3, REMIB y CONABIO) se elaboró una Base de Datos y una Matriz Básica de Datos que fueron analizadas con dos programas distintos ArcView GIS 3.2 y NTSYSpc. 2.1 respectivamente. Se obtuvieron nueve trazos generalizados, una serie de nodos y un fenograma que en conjuntó proponen una distribución hacia el Oeste para los géneros fósiles y una ubicación hacia el Este de los Estados Unidos y sobre la Faja Volcánica Transmexicanapara los organismos actuales. Palabras clave: Paleobiogeografía, Panbiogeográfico, Fenético, Typha, Nymphaea, Scirpus, fósil, trazo, área de distribución. Neevia docConverter 5.1 2 INTRODUCCIÓN El estudio de las plantas fósiles (comprende principalmente hojas, frutos, semillas, madera, fitolitos, polen y esporas) se enfoca principalmente a la descripción de los diferentes grupos presentes en una localidad. A través de su estudio es posible entender la historia evolutiva, debido a que aporta información sobre las secuencias de cambio en cuanto a la distribución geográfica, los caracteres y adaptaciones específicas de los organismos que no pueden ser conocidos con base en las plantas actuales. Como resultado de lo anterior se tienen listados paleoflorísticos, los cuales permiten realizar investigaciones paleoecológicas, paleoclimáticas y paleobiogeográficas, desafortunadamente existen trabajos que no van más allá del reconocimiento y determinación de los organismos (Weber y Cevallos-Ferriz, 1994; Galván-Mendoza, 2000; Velasco-de León, 1999; Aguilar y Velasco-de León, 2003). A partir de los fósiles se pueden realizar diversos trabajos, uno de ellos es el paleobiogeográfico, el cual, estudia la distribución espacial de los organismos antiguos, así como los factores ecológicos e históricos que determinan su distribución. Esta disciplina se divide en dos campos: la paleobiogeografía aplicada que utiliza los fósiles como herramienta para resolver problemas de distribución, paleoclimatológicos o de tectónica; en cambio, la paleobiogeografía basica sensu stricto estudia la distribución de los organismos antiguos, con todo y sus controles de tipo ambiental, biológico e histórico del área de estudio (Newton, 1990). Para la investigación en biogeografía existen cinco líneas de estudio, cada una con criterio y métodos propios bien establecidos: la evolucionista, la filogenetista, la Neevia docConverter 5.1 3 vicariancista, la panbiogeográfica y la feneticista (Zunino y Zullini, 2003). De estos, solo el método cladista (vicariancista) y el fenético son utilizados en los estudios paleobiogeográficos (Newton, 1990; Hallam, 1994). En esos términos, este trabajo tiene como objetivo reconstruir la distribución de los géneros: Typha, Scirpus y Nymphaea, empleando los métodos Fenético y Panbiogeográfico. Neevia docConverter 5.1 3 vicariancista, la panbiogeográfica y la feneticista (Zunino y Zullini, 2003). De estos, solo el método cladista (vicariancista) y el fenético son utilizados en los estudios paleobiogeográficos (Newton, 1990; Hallam, 1994). En esos términos, este trabajo tiene como objetivo reconstruir la distribución de los géneros: Typha, Scirpus y Nymphaea, empleando los métodos Fenético y Panbiogeográfico. ANTECEDENTES El trabajo más antiguo del que se tiene conocimiento, sobre el estudio sistemático de la distribución de los seres vivos, es el que realizó el botánico francés José Pitton de Tournefort, titulado “Relation d’ un vogage dans Levant” escrito a principios del siglo XVIII (Tamayo, 1962). Posteriormente, en 1782, aparece la obra de Giraud-Soulavie Titulada “Geographie Physique des végétaux de la France Meriodionale” primer texto de geografía botánica (Tamayo, 1962). Sin embargo, no fue hasta principios del siglo XIX, cuando aparecieron en los trabajos de Alejandro de Humboldt los primeros estudios biogeográficos, siendo considerados como pasos firmes de esa moderna disciplina científica. Desafortunadamente, Humboldt concedió demasiada atención al estudio de la distribución de las plantas haciendo que su obra fuese poco equilibrada. Posteriores trabajos como los de A. De Candolle, de Grisebach, O. Drude, A. F. W. Koppen y los más recientes de D. H. Campell y E. Huguet del Villar, permitieron fortalecer la disciplina. Mas adelante Charles Darwin y A. R. Wallace realizaron estudios en los que se dio preferencia a la fauna, los cuales permitieron completar el análisis de la totalidad del campo biogeográfico (Tamayo, 1962). Neevia docConverter 5.1 4 Numerosas ramas de la investigación como la Biología, Geografía y Geología enriquecen a la Biogeografía y tienden a unificarse y a abordar el problema de la distribución de los organismos en su conjunto (Tamayo, 1962). En cuanto a los estudios biogeográficos que en México, desde el siglo XIX se han hecho contribuciones importantes como las realizadas por Humboldt (1820), Martens y Galeotti (1842) y Ramírez (1899). En la actualidad, existe un importante número de estudios orientados al análisis de la distribución de los organismos en nuestro país, aunque enfocados principalmente en animales. En ese sentido, son pocos los trabajos que emplean a las plantas para análisis biogeográficos como los realizados por Good (1974), Kohlmann y Sánchez (1984) y Samek (1988). Para México no solo existen investigaciones como las mencionadas anteriormente, también están aquellas en las que se toma en cuenta a los animales y plantas en conjunto, tal es el caso de las realizadas por Escamilla (2006), Huidobro et al., (2006) y Torres y Luna (2006). Si bien los trabajos sobre la biogeografía de las plantas son escasos, también lo son aquellos que tratan sobre la distribución de la flora fósil, algunos de estos trabajos son los realizados por Axelrod (1970), Philippe et al., (2004) y Aguilar (2004), este último para México. México con 1 972 544 Km2 se encuentra equitativamente distribuido de ambos lados del Trópico de Cáncer. La forma que posee nuestro país es debido al estrechamiento paulatino que con dirección Sur sufre Norteamérica, a la torción hacia el Sureste Neevia docConverter 5.1 5 manifestada en esta masa continental y a la existencia de dos penínsulas sobresalientes: Baja California y Yucatán. Los límites del país, de 13 000 Km de longitud, reflejan un contorno irregular, tres cuartas partes de estos límites corresponden al litoral marino, por lo que el mar baña sus costas por el Oeste, por el Este, por el Sur y en algunos casos también por el Norte. Al nivel del Istmo de Tehuantepec la anchura del continente no pasa de 140 Km. Con una longitud menor que la del Pacífico, el litoral del lado Atlántico, en especifico el Golfo de México, recibe una mayor influencia del mar debido a diversos factores (Rzedowski, 1994). Por lo tanto, la gran diversidad de ambientes que posee nuestro país es el resultado de diversos factores modeladores del paisaje, que ejercen su influencia a través del tiempo, entre ellos podemos mencionar los procesos de orogenia, vulcanismo, e intemperismo entre otros. Estos tres factores influyen de manera sustancial en el relieve, de esta influencia se origina una gran diversidad geológica y topográfica, siendo esta ultima la que afecta directamente el clima, el suelo y la vida silvestre que la sustenta (González, 2003). La topografía también afecta el clima, suelo y vida silvestre la SMO es una región donde se distribuyen las especies estudiadas. Se origino a raíz de la actividad volcánica iniciada a mediados del Terciario (Oligoceno-Mioceno). Esta provincia es considerada la más extensa y continua de los sistemas montañosos de México, recorre casi paralelamente la costa del Pacífico desde la frontera Sur de los Estados Unidos en los límites de Sonora y Chihuahua hasta la altura de Nayarit y Jalisco, donde converge con el Eje Neovolcánico Transversal. Su anchura es poco más de 200 Km. y esta surcada por numerosas barrancas profundas que excavaron los ríos que fluyen hacia el Pacífico, Neevia docConverter 5.1 6 sus altitudes más pronunciadas pasan ligeramente de 3000 m., el nivel promedio de las partes altas varia entre 2000 y 2500 m.s.n.m. La sierra separa la Planicie Costera Noroccidental del Altiplano Mexicano. Otrade las provincias, que afecta directamente la distribución de los cuerpos de agua y la vegetación que sustenta en sus aguas, es la provincia fisiográfica del Eje Neovolcánico Transversal. Es un sistema montañoso que se origino a consecuencia de los vulcanismos del Plioceno y Pleistoceno, atraviesa el país de costa a costa, se ubica entre los paralelos 19° y 20° N, separa la Altiplanicie Mexicana de la Depresión del Balsas. Entre sus múltiples prominencias topográficas se encuentran los volcanes más altos del país como el Pico de Orizaba, el Popocatépetl y el Ixtaccihuatl entre otros. Los valles que se encuentran intercalados entre estas montañas se sitúan cerca de los 2000 m. De manera simultanea la provincia fisiográfica de las Montañas Rocallosas, en Estados Unidos, tiene un efecto directo sobre los cuerpos de agua y la vegetación que le acompaña. Se encuentra a lo largo del borde Oeste del continente y forma parte del cinturón de pliegues que se alzaron durante la orogenia Laramide del Paleogeno. El sistema corre hacia el Norte unos 5000 km desde las proximidades de Santa fe Nuevo México hasta Cabo Esperanza en Alaska, con una inclinación hacia el Oeste cercana al Mar Beaufort. Esta se divide en tres secciones, la primera corresponde a la provincia de las Montañas Rocallosas del Sur que se extiende desde el centro-sur de Wyoming hasta el centro-norte de Nuevo México. Neevia docConverter 5.1 7 La segunda, es la provincia Intermedia, se extiende casi 600 km. desde cerca de Payson (Utah) hasta casi Livingston (Montana). La ultima sección es la provincia del Norte, es una angosta cadena de montañas de inclinación Norte, recorriendo 1700 km. desde Boise (Idaho) hasta el río Liard en Columbia Britanica. Por lo tanto, el intrincado relieve y compleja historia geológica así como la ubicación entre la región Tropical y Templada que hacen posible una gran diversidad de climas en nuestro país, ocasiona que en México existan casi todos los ecosistemas tipo. Todo esto hace que nuestro país sea Megadiverso (Arriaga et al., 2000 y Olmsted, 1993). Entre estos tipos de ecosistemas encontramos a los sistemas acuáticos. Considerados como el ámbito de la hidrosfera, es decir, la totalidad de las áreas en que se ha depositado agua salada, salobre o dulce, así como las corrientes fluviales (Tamayo, 1962). Existe una gran variedad de ambientes acuáticos asociados a una gama de características climáticas, fisiográficas, edáficas y geológicas. Como resultado de ello se tienen: charcas temporales epicontinentales, ciénagas, pantanos, manantiales, arroyos, ríos, cascadas, lagos, canales, bordos, humedales intermontanos, humedales costeros, cenotes, lagunas costeras, marismas, esteros, margen litoral y sistemas arrecifales (Ramos et al., 2004; Lot et al., 1993; y Olmsted, 1993). En México existe una gran variedad de estos ambientes acuáticos, distribuidos en sus diferentes cuencas hidrológicas así como en sus bastas extensiones del margen litoral Neevia docConverter 5.1 8 (Ramos et al., 2004). Dichos hábitats están representados por dos grandes tipos de ambientes, los costeros y los epicontinentales (Arriaga et al., 2000). Los hábitats acuáticos epicontinentales son muy diversos, ya que incluyen una rica variedad de ecosistemas, muchos de los cuales están física y biológicamente conectados o articulados por el flujo del agua y el movimiento de las especies. En algunos estados de nuestro país ocupan grandes áreas (Arriaga et al., 2000 y Lot et al., 1993). Entre los hábitats más ampliamente distribuidos están los ríos, pantanos y tierras aluviales cubiertas por árboles (Lot et al., 1993). En el Altiplano Mexicano podemos encontrar a los lagos más importantes con que cuenta nuestro país, se encuentran en la zona accidentada del Eje Volcánico Transversal, en asociación con el sistema Lerma-Santiago y la mayoría de ellos son de origen volcánico o tectónico-volcánico. Hacia el Centro-Occidente se encuentra la zona con mayor número de cuerpos de agua lénticos que incluye a los estados de Jalisco y Michoacán principalmente y le siguen en importancia las regiones Centro-Sur y Norte. El Sureste del país no tiene una gran preponderancia en cuanto al número de lagos. El mayor de los lagos mexicanos es el de Chapala en Jalisco, le sigue en orden de importancia Cuitzeo y Pátzcuaro en Michoacán, Catazajá en Chiapas, Del Corte en Campeche, Babícora y Bustillos en Chihuahua, por último Catemaco en Veracruz entre otros (Arriaga et al., 2000 y Lot et al., 1993). La enorme diversidad de hábitats acuáticos en México, ecológicamente diferentes con características particulares en cuanto a sus aspectos físicos, químicos y Neevia docConverter 5.1 9 biológicos, sustentan una variedad de comunidades vegetales que guardan una estrecha relación con la variabilidad en espacio y tiempo de los hábitats en los que se desarrollan. Estas comunidades son muy variadas, muchas de ellas difíciles de estudiar, pues a menudo se presentan en formas dispersa, mal definida y ocupan superficies limitadas. Debido a la modificación y desaparición de los hábitats acuáticos se ha vuelto más difícil estudiar dichas comunidades, especialmente las que se encuentran en las regiones Centro, Altiplano Norte y Noroeste (Arriaga et al., 2000: Bonilla, 2004; Lot et al., 1993 y Ramos et al., 2004). Entre las comunidades que forman parte de dichos sistemas acuáticos están las formas de vida denominadas Hidrófitas enraizadas de tallos emergidos y de hojas flotantes, denominación a la que pertenecen Typha, Scirpus y Nymphaea respectivamente, que son los géneros empleados en este estudio. Dichos organismos crecen en ambientes lacustres pantanosos o en las orillas de los ríos con fondos fangosos y aguas tranquilas, en el caso de Typha son comunidades de plantas herbáceas enraizadas en el fondo con tallos generalmente provistos de hojas largas y angostas; para Scirpus sus hojas son pequeñas, pegadas al tallo y sumergidas; en cambio Nymphaea posee hojas flotantes (Arriaga et al., 2000). En esos términos, la presencia de una gran variedad de condiciones fisiográficas y climáticas en México trae como consecuencia una amplia riqueza florística, de este hecho no solo es importante esta gran diversidad de climas, sino también su distribución geográfica (Rzedowski, 1994) y para conocerla es necesario recurrir a disciplinas como la biogeografía, que estudia la distribución de los seres vivos en espacio y tiempo. Para ello, reconoce patrones de distribución, propone hipótesis acerca de los procesos que los Neevia docConverter 5.1 10 causaron y proporciona un sistema de regionalización biótica del planeta (Morrone, 2004). Neevia docConverter 5.1 10 causaron y proporciona un sistema de regionalización biótica del planeta (Morrone, 2004). MARCO TEÓRICO En biogeografía existen dos enfoques: el ecológico y el histórico. En este último se desarrollaron conceptos y métodos para estudiar la historia y evolución de la biota a partir de la distribución actual de los organismos. La Panbiogeografía, que es uno de los enfoques de la biogeografía histórica, fue desarrollada por León Croizat, él postulo que “la tierra y la vida se desarrollan o evolucionan juntas” eso quiere decir que las barreras geográficas evolucionan junto con las biotas, es a partir de esta metáfora que él desarrollo el concepto de Panbiogeografía (Morrone y Crisci, 1995). Es por ello que, este enfoque enfatiza la dimensión espacial o geográfica de la biodiversidad lo que nos permite comprender mejor los patrones y procesos evolutivos (Craw et al., 1999). El método que Croizat desarrolló, se basa en la búsqueda de distribuciones geográficas coherentes de organismos y grupos, tanto animales como vegetales, en el planteaque cada área biogeográfica pasa, una o más veces, por las fases que el denominó de “movilidad” e “inmovilidad”. La primera postula que en condiciones favorables y en ausencia de barreras los organismos y biotas siguen extendiendo su área de distribución a lo largo de las generaciones; la segunda afirma que tras alcanzar los límites máximos de su expansión, marcados por barreras geográficas y/o climáticas, un área de distribución puede fragmentarse debido a la formación de barreras internas. Al Neevia docConverter 5.1 11 pasar el tiempo, la vicarianza puede desencadenar el proceso de especiación (Zunino y Zullini, 2003). En Panbiogeografía se emplean tres conceptos básicos que sirven para su aplicación: trazo individual, consiste en una línea que conecta en un mapa las localidades de registro de un taxón o de un grupo de taxa relacionados, de tal forma que la longitud de la línea sea mínima, para obtener un árbol de tendido mínimo, el cual representa las coordenadas espaciales del taxón; trazo generalizado se delinea cuando coinciden dos o más trazos individuales de diferentes taxa y representa un componente biótico ancestral fragmentado por eventos físicos o geológicos; y por último, el nodo es un área donde se intersectan dos o más trazos generalizados y representa una zona compuesta donde fragmentos bióticos y geológicos ancestrales estuvieron en contacto, por lo que posee alta riqueza de especies en cuanto a orígenes históricos (Álvarez y Morrone, 2004). Una de las ventajas de trabajar con Panbiogeografía, es que aún cuando los taxa sean pocos se pueden establecer trazos generalizados, también es conveniente emplear grupos bien estudiados con la finalidad de evitar imprecisiones en los resultados (Escamilla, 2006). Es necesario mencionar la importancia que tiene un enfoque panbiogegráfico en el estudio de la distribución de los organismos, ya que esta radica en la identificación de centros de diversidad importantes. Una forma de representar en el espacio geográfico la ubicación de un taxón particular es a través del trazo, que muestra el sector del espacio en el cual la evolución de ese taxón tiene lugar, de ahí que es el concepto básico en el método panbiogeográfico. Es con la finalidad de encontrar patrones de distribución que se construyen los trazos y Neevia docConverter 5.1 12 permiten realizar una comparación precisa entre los trazos de taxa individuales (Craw et al., 1999). Otro de los enfoques que se utilizan en biogeografía para el estudio de la distribución de los seres vivos es la biogeografía fenética, la cual, utiliza técnicas cuantitativas como el coeficiente de similitud para realizar las comparaciones, solo que en lugar de organismos en función de sus caracteres, se clasifican áreas en función de sus organismos (Newton, 1990; López-Martínez y Truyols-Santonja, 1994). En el método feneticista se pueden agrupar cualquier tipo de área (cuadrícula, estaciones de muestreo, secciones, regiones biogeográficas), que estén previamente diferenciadas, como resultado de ello se obtiene la agrupación de localidades en un fenograma de acuerdo con la cantidad de taxa que comparten (López-Martínez y Truyols-Santonja, 1994). Tanto los datos binarios como los cuantitativos se pueden analizar con numerosos coeficientes de similitud (Zunino y Zullini, 2003), estos han sido empleados en análisis biogeográficos fenéticos, cada uno tienen propiedades que afectan los resultados biogeográficos y paleobiogeográficos (Newton, 1990). Coeficientes como el de Jaccard, Dice y el de Simpson (Hallam, 1994; López-Martínez y Truyols-Santoja, 1994, Zunino y Zullini, 2003), son los más utilizados porque no consideran las ausencias compartidas, ya que éstas no son indicativas de similitud entre las unidades y por el contrario introducen mayor sesgo taxonómico, ecológico y/o geográfico (Alberdi et al., 1997). Neevia docConverter 5.1 13 Los paleobiogeografos han adoptado tradicionalmente el método fenético, para el reconocimiento y comparación de provincias antiguas. La razón de ello, es que la comparabilidad de provincias modernas y antiguas, usando métodos fenéticos, ha sido establecida, además de que no tiene tantos prerrequisitos como el análisis cladístico (Newton, 1990). Neevia docConverter 5.1 14 DESCRIPCIÓN DE LOS TAXA • Typha Takhtajan en Bonilla y Novelo (1995) hace constar que en la familia, a la cual pertenece Typha (Typhaceae), se incluye a Sparganiaceae y señala la presencia de dos géneros y 30 especies. Rzedowski y Rzedowski (2004) manifiestan que la distribución es cosmopolita. Takhtajan en Bonilla y Novelo (1995) menciona que es de distribución Holártica. Cronquist (1981), Dahlgren et al., (1985,) Novelo y Lot (1990), y Cook (1990) en Bonilla y Novelo (1995) consideran que la familia es monogenérica, con 15 especies. Sin embargo Rzedowski y Rzedowski (2004) reconocen también, que la familia es monogenérica pero con 10 especies dos de las cuales se encuentran en México. El Tule o Anea, denominado localmente en la República Mexicana o en Estados Unidos respectivamente, se caracteriza por ser una hidrófita enraizada emergente de 2.5 m. de alto; con tallo liso; hojas generalmente igual a la altura de las espigas; superficie ventral de la vaina con glándulas mucilaginosas incoloras; inflorescencia moreno obscura, a veces casi negra; espigas terminales densas, las masculinas en la parte superior, las femeninas en la parte inferior, contiguas o muy poco separadas; flores desnudas, pilosas; fruto fusiforme (Bonilla y Novelo, 1995). • Scirpus Según Sánchez (1980) las Ciperáceas cuentan con unos 75 géneros y más de 3000 especies, Cook en Bonilla y Novelo (1995) asegura que la Familia tiene cerca de 120 géneros y 9300 especies, sin embargo Rzedowski y Rzedowski (2004) aseguran son Neevia docConverter 5.1 15 aproximadamente 110 géneros y más de 4000 especies. Cook en Bonilla y Novelo (1995) subraya que solo 31 géneros contienen especies acuáticas. Cronquist, Dahlgren et al., Takhtajan y González en Bonilla y Novelo (1995) opinan que es Cosmopolita, y está mejor representada en las regiones templadas y frías del mundo, especialmente en lugares de suelo húmedo o inundados. Cook, Dahlgren y González en Bonilla y Novelo (1995) plantean que el género Scirpus contienen alrededor de 300 especies varias de ellas acuáticas; hasta el momento y de acuerdo con la base de datos consultada, REMIB de la CONABIO, están registradas para nuestro país 15 especies de este género. El género se identifica por ser una hidrófita enraizada emergente, rizomatosa; con tallos de 1 a 3.5 m. de alto, hasta 3 cm. De ancho en la base y de 3 a 5 mm. de ancho en el ápice, triangular; hojas reducidas a vainas, pardo-obscuras a lustrosas; inflorescencias compuestas de varias espiguillas, ovoides a cilíndricas u ovado-lanceoladas; glumas pardas o raramente rojizas; aquenio plano-convexo o biconvexo, superficie lisa o reticulada, gris o pardo-obscuro (Bonilla y Novelo, 1995). • Nymphaea Lawrence (1951) y Sánchez (1980) coinciden en que la Familia Nymphaeaceae consta de ocho géneros y más de 90 especies distribuidas en aguas dulces de todo el mundo; pero Samuel (1988) solo reconoce cinco géneros y 80 especies de distribución cosmopolita; otros autores, como Novelo y Bonilla-Barbosa (1999) opinan que ésta comprende seis géneros y cerca de 66 especies; Walter et al., (2002) señala son ocho géneros y 70 especies. Esta discrepancia tal vez se deba a que botánicos Americanos Neevia docConverter 5.1 16 aceptan que Nymphaeaceae está integrada por tres subfamilias bien definidas (Lawrence, 1951). Bessey en Lawrence (1951) toma cada una como una Familia distinta, situando a Cabombaceae y Nelumbaceaedentro de las Ranales y movió a Nymphaeaceae a las Rhoeadales basándose en el pistilo sincárpico. Small en Lawrence (1951) también reconoce a estas mismas familias, pero ubicó a todas en las Ranales. Hutchinson en Lawrence (1951) aceptó que Cabombaceae este dentro de las Ranales, pero propone que las dos subfamilias (Nelumbaceae y Nymphaeaceae) formen parte de Nymphaeaceae. Según Lot et al., (1993 y 1999) los únicos dos géneros de esta Familia presentes en nuestro país son Nuphar y Nymphaea, este último con nueve especies. El género se distingue por ser una hidrófita enraizada de hojas flotantes; con rizomas rastreros; hojas pecioladas, lamina flotante o expuesta fuera del agua, suborbicular, peltada o hendida en la base, entera o dentado-ondulada; flores solitarias, largamente pediceladas, flotantes o sobresaliendo del agua, grandes y vistosas, abiertas durante algunas horas del día; polinización entomofilia o autógama; fruto capsula parecida a una baya, esponjoso, globoso, ovoide o columnar, frecuentemente cubierto con las bases persistente de pétalos y estambres, madura bajo el agua; semillas numerosas, envueltas en un arilo en forma de saco; dispersión hidrócora u ornitócora; de habitat dulceacuícola, se le encuentra en charcas, potreros inundados, pantanos, lagos, lagunas, manantiales, ríos, arroyos, estanques, canales y zonas inundadas. Neevia docConverter 5.1 17 ESTRUCTURAS MICROSCÓPICAS • Polen Debido a la variedad de tipos polínicos del reino vegetal y la fijeza de los caracteres morfológicos dentro de un mismo taxón, la palinología se convirtió en una fuente de caracteres utilizables en la taxonomía. El grano de polen por su variabilidad y por su constancia taxonómica, presenta excelentes caracteres que pueden ser utilizados en sistemática. Así mismo, los caracteres polínicos son verdaderamente reveladores del parentesco y procedencia de los diversos grupos, por ejemplo el tamaño del polen puede tomarse como un carácter taxonómico, ya que en general permanece constante dentro de la misma especie, otro puede ser el numero de aperturas del grano de polen, aún cuando a veces coexisten dentro de la misma especie granos con diferente numero (Sáenz de Rivas, 1978). La vegetación pretérita es identificable por los granos de polen, es decir, por las entidades vegetales que debido a su resistencia han podido sobrevivir a pesar de descomposición y del tiempo. Es por ello que el análisis polínico de un sedimento resulta un dato primordial para la reconstrucción de la historia y de la vegetación de un territorio (Sáenz de Rivas, 1978). Neevia docConverter 5.1 18 JUSTIFICACIÓN Los fósiles se han estudiado desde hace mucho tiempo, de ellos han surgido innumerables publicaciones. Sin embargo, éstas se distinguen por ser estudios enfocados a la morfología y taxonomía, no es, sino hasta hace algunos años que se le dio un nuevo enfoque al estudio de los fósiles. Dicho de otro modo, las investigaciones paleoecológicas, paleoclimáticas y paleobiogeográficas empiezan a hacerse presentes, sin embargo, existe todavía poca información sobre este tipo de trabajos, en especial de aquellos con carácter paleobiogeográfico, los cuales están enfocados exclusivamente a grupos de plantas terrestres. Por tal motivo es de esperarse la falta de compendios acerca de la paleobiogeografía de plantas acuáticas, debido a esto, el presente trabajo pretende ser un aporte al escaso conocimiento de la distribución pretérita de las hidrófitas Typha, Scirpus y Nymphaea. Neevia docConverter 5.1 19 OBJETIVOS GENERAL: Establecer un marco paleobiogeográfico de las hidrófitas fósiles comprendidas entre las épocas Mioceno-Plioceno, así como su diversidad. PARTICULARES: • Conocer el área de distribución actual de los géneros Typha, Scirpus y Nymphaea en nuestro país y en el continente Americano. • Reconocer las localidades Mioceno-Pliocenicas que albergan fósiles de los organismos en estudio en el continente Americano. • Reconstruir la distribución paleobiogeográfica de los géneros citados, utilizando dos métodos biogeográficos: Fenético y Panbiogeográfico. Neevia docConverter 5.1 20 ZONA DE ESTUDIO Se describirá el sitio donde fueron colectados los ejemplares fósiles, con la intensión de que los lectores tengan presente el tipo de ambiente en el que se desarrollaron dichos ejemplares y la edad a la cual pertenecen. De la descripción solo se emplearan las coordenadas geográficas, ya que estas representan los únicos datos importantes para realizar análisis panbiogeográficos. En Hidalgo se ubica la Formación Atotonilco El Grande con una edad propuesta de 4.2 ± 0.3 millones de años, el sitio presenta sedimentos lacustres de composición litológica variada, se puede observar la presencia de rocas clásticas con intercalaciones de cenizas volcánicas y derrames de basalto en la cima, todo ello posee un espesor de 600m. En esta Formación se encuentran dos localidades Los Baños cuyas coordenadas geográficas son 20° 18’ 19” Norte y 98° 42’ 45” Oeste; y Sanctorum de coordenadas 20° 18’ 04” Norte y 98° 46’ 59” Oeste. Estos sitios conforman el denominado “Paleolago de Amajac” el cual está constituido por sedimentos clásticos y volcanoclásticos en donde se nota la presencia de varios tipos de rocas de diferentes facies: conglomerados, areniscas, limolitas, lutitas y cenizas volcánicas; el contenido fosilífero es alto, predominando en lutitas, limolitas y grauvacas de grano fino. La flora fósil presente en las dos localidades dista mucho de ser igual, mientras que para Los Baños existen Quercus y Equisetum, en Sanctorum podemos encontrar una flora muy diversa como Salicaceae, Platanaceae, Fagaceae y Rosaceae. Además de esta flora, también existen plantas acuáticas en ambas localidades (Martínez, 2006). La fauna fósil Neevia docConverter 5.1 21 presente para Sanctorum incluye peces (Becerra, 2003; Rodríguez, 2004), gasterópodos (Flores et al., 2004), anfibios (Fuentes y Velasco, 2002; Solórzano et al., 2004), ostracodos (Reyes y Vázquez, 2003) e insectos (Zaragoza-Caballero y Velasco-de León, 2003; y Galdamez y Velasco-de León, 2004). Neevia docConverter 5.1 22 MÉTODO Se realizó trabajo de gabinete, para conocer la distribución de los géneros y especies actuales y fósiles a estudiar. Se consultó Paleobiology Database y la base de datos del Museo de Paleontología de la Universidad de California (UCMP), de ahí se obtuvieron las localidades fosilíferas de los géneros Typha, Nymphaea y Scirpus ubicados en Estados Unidos y Canadá. También se obtuvieron datos de la ubicación en el continente Americano, así como en México y para los tres géneros actuales. Los datos correspondientes a nivel continental fueron consultados en la página de TROPICOS W3 y aquellos que atañen a México en la página de REMIB (Red Mundial de Información sobre Biodiversidad) de la CONABIO (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad). Toda la información taxonómica obtenida se estandarizó con ayuda del Catálogo de Autoridades Taxonómicas para cada taxón, con la finalidad de validar la escritura correcta de la especie, sinonímias, basónimos y la relación jerárquica de la especie a partir del reino, esta revisión se llevó acabo a través del Integrated Taxonomic Information System (ITIS). De la información obtenida, parte de ella carecía de las coordenadas geográficas, las cuales son estrictamente necesarios para realizar los análisis panbiogeográficos, estas coordenadas faltantes se obtuvieron por medio del programa Google Earth, el cual geoposiciona los sitios a través de la información proporcionada. Neevia docConverter 5.1 23 El total dela información trabajada fue de tres familias, tres géneros, 64 especies (ver anexo 8). Posteriormente la información recopilada se compiló en una base de datos alterna. En ella se contemplaron los siguientes campos: Actual, Fósil, Familia, Género, Especie, subespecie, variedad o forma, región Continental (Norteamérica, Mesoamérica, Sudamérica y Caribe), País, Estado y por supuesto Longitud y Latitud. Las coordenadas geográficas de las distintas localidades se convirtieron de grados, minutos y segundos a grados decimales. El propósito de ello fue hacer compatibles los datos con el programa ArcView Gis 3.2 (ESRI, 1999) del Sistema de Información Geográfica, con el fin de establecer un vínculo entre los archivos de datos y la información cartográfica digitalizada usando para ello el software ArcView Gis 3.2 (ESRI, 1999). Este programa emplea archivos con mapas digitalizados en formato shapefile (* .shp). Con el, se obtuvieron los trazos individuales y generalizados de las distintas especies y géneros actuales y fósiles, incluso se hizo un análisis en el cual se incluyeron los datos de fósiles y actuales en una sola base de datos. Con todo lo anterior describió el área de distribución, desde el punto de vista panbiogeográfico, de los tres géneros tratados. Se conformo, una matriz básica de datos, la cual incorporó a los ejemplares fósiles y sus localidades. Dicha matriz constó de 11 OTUs (Localidades analizadas, ver anexo 2) y 10 caracteres (10 especies, ver anexo 3). En esta no fueron necesarias las coordenadas de las localidades, ya que, solo se registró la presencia o ausencia de los taxa. Neevia docConverter 5.1 24 Posteriormente se procesaron los datos de la matriz usando el programa NTSYSpc 2.1 aplicando el coeficiente de similitud de Jaccard y el método UPGMA, de ello se obtuvo el fenograma que explica el área de distribución pasada. Fase Experimental: Extracción de Polen Se realizó a partir de rocas sedimentarias procedentes de la localidad de Sanctorum, específicamente lutitas. Las muestras de esta roca fueron extraídas con tubos de 10 cm. de largo x 1 cm. de alto x 1 cm. de ancho, estas muestras fueron de un sitio a los 35 m de entre la primera y segunda emisión de ceniza volcánica que se registró a lo largo de la columna (ver anexo 4). Se pesaron 4 g. de roca, los cuales se procesaron con ayuda de la técnica de extracción de polen, la cual emplea HCl y HF (ver anexo 6). Posteriormente se procedió a montar los granos de polen extraídos, en un medio de montaje, en este caso fue gelatina glicerinada (ver anexo 7), finalmente se observaron las laminillas en el microscopio para su identificación. Neevia docConverter 5.1 25 RESULTADOS TRAZOS GENERALIZADOS Trazo generalizado 1 Este trazo se obtuvo al utilizar exclusivamente las especies actuales del género Typha. Figura 1. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución de las especies actuales del género Typha obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Recorre la porción Oeste y Este de los Estados Unidos hacia el Sur centro del mismo. Se continua hacia nuestro país por el Este hasta llegar al Eje Neovolcánico Transversal donde lo recorre de Oeste a Este continuando por el Sur de nuestro país y de Guatemala, y culmina en la parte central de Sudamérica. Neevia docConverter 5.1 26 Trazo generalizado 2 El trazo se elaboró al emplear solo especies fósiles del género Typha. Figura 2. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución de las especies fósiles del género Typha obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Ubica a los especimenes fósiles en la porción Oeste de los Estados Unidos. Este no tiene continuidad hacia México porque solo se cuenta con un registro en nuestro país, el de Hidalgo, y es a nivel de género. Neevia docConverter 5.1 27 Trazo generalizado 3 El siguiente trazo se produjo recurriendo a las especies actuales y fósiles del género Typha. Figura 3. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución que conjunta las especies actuales y fósiles del género Typha obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Al incorporar en el análisis los datos fósiles con los actuales, se observa que el trazo obtenido tiene prácticamente la misma distribución que en el trazo 1 (Fig. 1) a excepción de la parte que corresponde a los Estados Unidos en donde tiene un trayecto de Occidente a Oriente pasa por la parte central del mismo y llega a México por la costa Suroeste de los Estados Unidos, para luego dirigirse hacia Sudamérica del mismo modo que lo hace en el trazo 1 (Fig. 1). Neevia docConverter 5.1 28 Trazo generalizado 4 Trazo que se elaboró al emplear especies actuales del género Nymphaea. Figura 4. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución de las especies actuales del género Nymphaea obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Este trazo a diferencia de los anteriores presenta una trayectoria más hacia el Este de Norteamérica, en especial, en México atraviesa el Eje Neovolcánico para dirigirse a las costas del Este de nuestro país, también, se observa una continuidad en Centroamérica. En Sudamérica recorre la costa Norte Occidental de donde se dirige hacia el centro del mismo y hacia el Caribe. No se produjo trazo generalizado para las especies fósiles del género Nymphaea, debido a que solo se generó un trazo individual de especie (en este caso fue el de Nymphaea sp.) por lo tanto no se puedo generar un trazo generalizado. Neevia docConverter 5.1 29 Trazo generalizado 5 El siguiente trazo corresponde a las especies actuales y fósiles del género Nymphaea. Figura 5. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución que conjunta las especies actuales y fósiles del género Nymphaea obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Al adicionar el único trazo individual de la especie fósil al análisis de los trazos individuales de los especímenes actuales se generó el siguiente trazo generalizado el cual, como se puede observar, conserva la misma travesía que en el anterior trazo 4 (Fig. 4), con una pequeña diferencia, la cuál podemos observar en la porción Occidental del territorio nacional, el trayecto que sigue es prácticamente por la Sierra Madre Occidental hasta llegar al Eje Neovolcánico Transversal donde se une con el resto del trazo, esto se explica porque el trazo individual de la especie fósil se sobrepone con el resto de los trazos en esta área. Neevia docConverter 5.1 30 Trazo generalizado 6 Trazo que se obtuvo a partir del análisis de las especies actuales del género Scirpus. Figura 6. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución de las especies actuales del género Scirpus obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. En el último de los géneros estudiados se observan cambios drásticos, uno de ellos, tal vez el más notorio, es la ausencia total del trazo en localidades de Centroamérica y Sudamérica, también podemos observar que en Norteamérica cubre de costa a costa los Estados Unidos se continua por la parte central hacia México llega por la Sierra Madre Oriental y culmina en el Eje Neovolcánico Transversal en donde hace un recorrido de Occidente a Oriente. Neevia docConverter 5.1 31 Trazo generalizado 7 En este trazo se utilizaron a las especies tanto actuales como fósiles del género Scirpus. Figura 7. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución que conjunta las especies actuales y fósiles del género Scirpus obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. El trazo de este mapa, con respecto al anterior, es muy parecido solamente varía en algunos sectores poco perceptibles, esto se debe a que el único trazo individual para la especie fósil varía muy poco en su trayectoria,por lo tanto, esta concuerda, en parte, con los trazos individuales de las especies actuales. Neevia docConverter 5.1 32 Trazo generalizado 8 El trazo que a continuación se presenta se obtuvo a partir de los datos de los tres géneros actuales de Typha, Nymphaea y Scirpus. Figura 8. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución que conjunta a los tres géneros actuales Typha, Nymphaea y Scirpus obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. En el mapa se puede ver que el trazo cubre gran parte de la porción Oriental de los Estados Unidos de donde continua hacia Cuba y el Caribe. En México cubre de la Faja Volcánica Transmexicana, hacia el Sur de Nuestro país, tiene continuidad en Centroamérica recorre la costa Norte Occidental de Sudamerica y culmina en el centro del mismo. Neevia docConverter 5.1 33 Trazo generalizado 9 Con base en los datos del registro fósil de los géneros Typha, Nymphaea y Scirpus se obtuvo el siguiente trazo generalizado. Figura 9. Mapa y Trazo Generalizado de la distribución que conjunta a los tres géneros fósiles Typha, Nymphaea y Scirpus obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Este trazo se caracteriza por estar ubicado en la parte Occidental de los Estados Unidos de donde se dirige hacia México por la parte Oeste de nuestro país. Neevia docConverter 5.1 34 NODOS PANBIOGEOGRÁFICOS Nodos Panbiogeográficos Estos nodos fueron obtenidos a partir de la superposición de los tres trazos generalizados con base en la distribución actual de Typha (Fig. 1), Nymphaea (Fig. 4) y Scirpus (Fig. 6). Figura 10. Mapa de los Nodos Panbiogeográficos para los tres géneros actuales Typha, Nymphaea y Scirpus obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Los nodos indican los sitios donde coinciden los tres géneros en Estados Unidos y México. Neevia docConverter 5.1 35 Nodos Panbiogeográficos El trazo generalizado que conjunta los tres géneros actuales (Fig. 8) y el que incorpora los tres géneros fósiles (Fig. 9) permitieron elaborar los siguientes nodos. Figura 11. Mapa de los Nodos Panbiogeográficos para los tres géneros fósiles Typha, Nymphaea y Scirpus obtenido con ayuda del programa ArcView GIS 3.2. Como se observa en el mapa los nodos se ubican, exclusivamente hacia el Occidente de los Estados Unidos en estados como California cerca del río San Joaquín y Arizona muy próximo al río Colorado. Neevia docConverter 5.1 36 FENOGRAMA Grafico 1. Fenograma que muestra el acomodo de las OTU’s (Localidades Fósiliferas) obtenido al analizar la Matriz Basica de Datos (anexo 5) usando para ello el Coeficiente de Similitud de Jaccard y agrupando por el método UPGMA todo esto con ayuda del programa NTSYSpc 2.1. Abreviaturas del fenograma: Alb = Alberta, Cal = California, Col = Colorado, Ida = Idaho, Ind = Indiana, Mont = Montana, Neva = Nevada, Oreg = Oregon, Wash = Washington, Wyom = Wyoming e Hgo = Hidalgo. POLEN Las muestras de polen extraídas de la columna salieron negativas para plantas acuáticas. Coeficiente de Similitud de Jaccard 0.05 0.29 0.53 0.76 1.00 Alb Wyom Neva Wash Hgo Cal Col Ida Mont Oreg Ind r = 0.85461 PaleocenoCretácico Mioceno Plioceno OligocenoEoceno A B A’ A” Neevia docConverter 5.1 37 DISCUSIÓN El orden de discusión se hará de la siguiente manera: primero se discutirán los resultados que competen al análisis panbiogeográfico y posteriormente el análisis numérico. El trazo generalizado de Typha (Fig. 1) muestra que su distribución es hacia la parte Occidental y Oriental de los Estados Unidos para converger en el Eje Neovolcánico Transversal y continúa hacia Sudamérica. Se puede ver que en dicho trazo los organismos están más ampliamente distribuidos en la parte Neártica del continente. La distribución tal vez obedece a que en el Oeste y el Este de Norteamérica existen cuerpos de agua con corrientes lentas, así como lagos, lagunas, humedales que pueden o no estar conectados entre sí y que permitieron el establecimiento de las plantas. Estas conexiones fluviales pueden ser utilizadas como medio de dispersión. Si bien en la dispersión influye más el medio fluvial, también existen otros agentes como el viento y los animales. En la trayectoria que sigue el trazo, en particular la sección que recorre la Faja Volcánica, se localizan algunos de los lagos de nuestro país tales como: Chapala, Zapotlan La Vega, San Marcos (Jalisco); en Michoacán tenemos lagos como Cuitzeo, Pátzcuaro, San Juanico y Zirahuen; en el Estado de México están los lagos de Zumpango y Texcoco; en el Distrito Federal Xochimilco; en Hidalgo esta presente el Lago de Tecocomulco; para Puebla existe el Lago Oriental; y en Veracruz se encuentran los lagos de Catemaco, La Chila, Pueblo Viejo, y Mandinga. La mayoría de estos lagos se encuentran interconectados. Hacia el Sur el trazo ubica al género en ríos de Veracruz, Oaxaca y Chiapas como Jaltepec y Tonalá, en Veracruz; Tehuantepec, en Oaxaca; y Río Grande, Comitán y Usumacinta en Chiapas. En la misma figura se observa que la Neevia docConverter 5.1 38 continuidad del trazo en Centroamérica no existe. La causa probable es que no se ha realizado un muestreo lo suficientemente intenso como para tener un registro completo del género, prueba de ello son los escasos puntos que se obtuvieron de la búsqueda en la Internet. El trazo generalizado de Nymphaea (Fig. 4) abarca desde el Eje Neovolcánico, la costa Este de nuestro país, continúa por Centroamérica hasta llegar a la costa Norte Occidental de sudamérica, tiene la peculiaridad de ubicar a los organismos más hacia la Región Neotropical. De igual forma que con Typha, la distribución del género recorre el Eje Neovolcánico por los mismos lagos, ya que se encuentra asociada con este género. Del lado Este cubre de Veracruz hasta Yucatán, Quintana Roo, Tabasco, Campeche y Chiapas; es evidente la presencia en esos estados de este género ya que son sitios donde los climas son más tropicales y húmedos, además de que en ellos se encuentran una parte de las aguas continentales de nuestro país. Hacia Centroamérica cubre prácticamente todo los países del Istmo, esto es evidente porque en ellos se encuentran desde pequeños ríos, afluentes, lagunas, lagunas costeras tales como el lago Ilopango, lago Petén, laguna Azul, laguna Crabcatcher, laguna del Llano del Espino, laguna de Acahualinc, lago de Asasosca, laguna de Nejapa por mencionar algunas, hasta ríos y lagos más importantes como el Río San Juan y la laguna Cocibolca. En Sudamérica principalmente se encuentran en las costa Norte Occidental por lo cual se puede sugerir que este organismo esta más distribuido en lagunas costeras, si seguimos el trazo encontramos que culmina en el centro de Sudamérica muy posiblemente porque en esas regiones existe un sin fin de ríos y afluentes. Neevia docConverter 5.1 39 En el trazo generalizado de Scirpus (Fig. 6) se observa que cubre de Oeste a Este los Estados Unidos, concentrándose más en la zona Oriental, donde se localizan ríos como el río Mississippi, Missouri, Tennessee, Ohio y Colorado que confluyen en pequeños lagos, que es por donde el trazo se continua hacia México. En nuestro país recorre principalmente lagunas costeras de Tamaulipas y Veracruz para dirigirse desde ahí al Eje Neovolcánico en el se puede situar al género en lagunas como Catemaco, La Chila, Pueblo Viejo, Mandinga y Maria Lisamba en Veracruz; La Oriental en Puebla; Laguna de Zempoala en Morelos; Cuitzeo, Patzcuaro, San Juanico y Zirahuen en Michoacán; Zumpango, Texcoco y Xochimilco en el Estado de México; finalmente Tecocomulco y Meztitlan en Hidalgo. Por lo que se observa, el trazo esta ubicadoen la Región Neártica y encuentra su limite en la Faja Volcánica Transmexicana se puede interpretar que las especies de este género son de afinidad Neártica. Los trazos generalizados de Typha y Nymphaea (Fig. 3 y 5) que incorporan localidades fosilíferas y actuales, en un mismo análisis, prácticamente tienen la misma distribución que los trazos 1 y 4 excepto la porción Oeste de Estados Unidos y de México. Esto se explica porque en esta zona se concentran la mayoría de las localidades fosilíferas (ver anexo 1), de tal forma que es allí donde los trazos individuales fósiles convergen con los actuales para orientar a los trazos generalizados, de dichos géneros, hacia la parte Occidental de Estados Unidos. Para México, tenemos que las localidades fosilíferas en donde se localizan estos dos géneros están ubicadas hacia el centro del país, en Hidalgo; al reproducir el trazo generalizado de Nymphaea (Fig. 5) la orientación del mismo se desvía del Oeste hacia el centro de nuestro país. La dirección en ambos trazos generalizados es igual, probablemente se explique porque en la actualidad todavía existen ríos, afluentes, lagos o lagunas donde se pueden desarrollar Neevia docConverter 5.1 40 estos organismos, muy posiblemente estos son relictos de los que existieron en tiempos pretéritos, donde vivieron los dos géneros en el Plioceno. El trazo generalizado de Scirpus que contempla a las especies fósiles y actuales (Fig. 7) no presenta grandes cambios en su distribución, ya que el único trazo individual de todas las especies fósiles que se elaboró coincide con los demás trazos individuales de las especies actuales. El trazo individual, de los fósiles, indica que su distribución fue en el Oeste y Este (ver anexo 1) de Estados Unidos. Para México dicho trazo se desvía hacia la parte central. Es posible que dichos organismos en el pasado existieran más hacia el Este ya que en la actualidad el género sigue distribuyéndose hacia esa dirección, como lo demuestra el trazo generalizado 6. Otra explicación puede ser que son géneros poco estudiados lo que trae como consecuencia una falta de registros lo suficientemente sólida como para ser considerada representativa. En general, el comportamiento de los trazos 3, 5 y 7 indica que las localidades actuales y fosilíferas coinciden parcialmente en la porción Occidental. Esto debido a la falta de registros fósiles para cada una de las especies de los tres géneros estudiados que son necesarios para crear diversos trazos individuales con los cuales formar el trazo generalizado. En el trazo generalizado 2 se observa que el género fósil Typha es él mejor representado, debido al mayor número de localidades fosilíferas empleadas (ver anexo 1) lo cual podría indicar que desde el Cretácico hasta el Pleistoceno, es la época en la que se registra una extensa presencia de este género (ver anexo 2) además, existió una amplia gama de cuerpos de agua en toda la zona Occidental que brindaron al género la Neevia docConverter 5.1 41 oportunidad de distribuirse ampliamente. Sin embargo, después del Pleistoceno se dieron cambios que afectaron a la estructura, ubicación, etc., de los cuerpos de agua lo que repercutió directamente en la permanencia del género en este sitio. En el trazo generalizado 8, de los tres géneros actuales, podemos constatar que no solo individualmente Typha, Nymmphaea y Scirpus presentan una distribución hacia el Este de los Estado Unidos, el Eje Neovolcánico y el Istmo Centroamericano, sino que al conjuntarlos en un solo análisis de trazo se corrobora esta distribución. Esto sugiere que existe una fuerte asociación entre estos géneros muy probablemente debida a los requerimientos que comparten. Dicha asociación se presenta en los diferentes cuerpos de agua de México. Si bien la mayoría de los trazos individuales fósiles de los distintos géneros manejados en el análisis se sobreponen uno con otro, para generar el trazo generalizado 9 (Fig. 9), en el Oeste de Estados Unidos, hay uno o dos que no lo hacen totalmente sino que se desvían un poco hacia el centro de los Estados Unidos. Esto se explica por el registro fósil ya que algunos se encuentran hacia el centro de los Estados Unidos (ver anexo 1). El registro de estos fósiles en esta área y la posición de los trazos individuales en el centro, tal vez sugiere que no solo la ubicación de dichos géneros en el pasado se restringía al Oeste de los Estados Unidos sino que muy posiblemente también estuvieron presentes en el centro del mismo. En contraste con Estados Unidos, México solo tiene un registro fósil para cada género, ubicados en el Estado de Hidalgo, por lo cual el trazo generalizado se prolonga de Estados Unidos hacia nuestro país muy forzadamente. Neevia docConverter 5.1 42 Con lo que respecta a los nodos (Fig. 10), obtenidos de los trazos generalizados de los tres géneros actuales, estos se ubican sobre el Eje Neovolcánico, en Estados Unidos hacia la costa Este, concentrándose más en lo que es la provincia de Central Lowlands. El hecho de que se ubiquen en estas áreas probablemente indique que los lagos, ríos y pequeños afluentes de baja intensidad que se localizan a lo largo del Eje Neovolcánico así como en Central Lowlands guardan una relación entre si ya que comparten los tres géneros actuales. También, se observa que la mayoría de los nodos están ubicados de la Faja Volcánica hacia el Norte, se interpreta que los tres géneros son de afinidad boreal más que tropical. La presencia de los nodos (Fig. 11) en el lado Occidental de los Estados Unidos, nos muestra que los organismos actuales de los tres géneros estudiados se distribuyen hacia ese lado, también que en el pasado las condiciones para que se desarrollaran este tipo de vegetación eran muy similares a las que se tienen hoy en día en estos mismos lugares. Si bien, la presencia de los tres géneros fósiles (Typha, Nymphaea y Scirpus) en Arizona es nula, en California es todo lo contrario ya que podemos encontrar a Typha y Scirpus en mayor número (ver anexo 1). La ubicación de los nodos, uno en California y el otro en Arizona, nos indica una estrecha relación entre estas dos zonas, ya sea por la existencia de cuerpos de agua que alguna vez estuvieron conectados o por la presencia pretérita de los géneros, aún sino sean encontrado fósiles que indiquen la presencia de los mismos en Arizona lo cual posiblemente se deba a que los procesos de fosilización no fueron los adecuados para su preservación o también que la búsqueda de estos no ha sido lo bastante intensa como para saber si dichos organismos existieron en el pasado de este sitio, lo cual solo nos deja especular la presencia de dichos organismos en el Estado. Neevia docConverter 5.1 43 Discusión del fenograma: El coeficiente cofenetico del fenograma es de 0.85461, por lo tanto los caracteres elegidos para que se llevara acabo el análisis de las OTU’s fueron los adecuados. El Fenograma esta dividido en dos grupos A y B, el primero se divide en dos subgrupos A’ y A”. El subgrupo A’ engloba a seis localidades fosilíferas. El primer par de OTU’s, que integran dicho subgrupo, tiene un coeficiente de similitud de 1.0, esto quiere decir que las localidades de Alberta y Wyoming son similares debido a que comparten el género Typha sp. (ver anexo 5) el cual procede del Cretácico de Wyoming y del Paleoceno de Alberta (ver anexo 2), este arreglo es congruente ya que el Paleógeno es el Periodo que le sigue al Cretácico. Estas a su vez se unen a Nevada y Washington con un coeficiente de similitud de 0.41. Mientras que Nevada y Washington se unen entre si una similitud de 0.65, comparten las especies fósiles Typha lesquereuxii y T. sp. de edad Miocenica (ver anexo 2 y 5). Tanto Alberta y Wyoming como Nevada y Washington se unen a lalocalidad de Hidalgo con un coeficiente de similitud de 0.35, la razón de ello es que Hidalgo comparte solo la especie fósil Typha sp. de edad Pliocenica (ver anexo 2 y 5). Por ultimo la localidad de California se une, a las localidades mencionadas anteriormente, con un coeficiente de similitud de 0.71. Dicha localidad queda separada del resto debido a que en ella se encuentran especies fósiles del género Typha y Scirpus (ver anexo 5), las cuales no están presentes en las demás localidades, además de que son de edad que van desde el Mioceno hasta el Pleistoceno (ver anexo 2). Neevia docConverter 5.1 44 Básicamente el arreglo del primer subgrupo esta dado por el género Typha sp. de edad Miocenica. El segundo subgrupo A” esta compuesto por cuatro localidades, la primera de ellas Colorado, que se une al resto con un coeficiente de similitud de 0.30 en ella se encuentran las especies fósiles de Typha lesquereuxii, Nymphaea leei y N. pulchella (ver anexo 2), de las cuales solo comparte con el resto de las localidades a Typha lesquereuxii (ver anexo 5) de los Periodos Eoceno y Oligoceno. Las localidades de Idaho y Montana se unen entre si con un coeficiente de similitud de 1.0, debido a que comparten la especie fósil Typha lesquereuxii (ver anexo 5) por lo cual se consideran similares. Su registro va del Eoceno al Mioceno (ver anexo 2). La localidad de Oregon es la ultima en unirse al subgrupo A” con un coeficiente de similitud de 0.50 dicha localidad se une porque de las dos especies fósiles Typha lesquereuxii y Nymphaea diatoma (ver anexo 2), solo comparte la primera (ver anexo 5) con el resto de las localidades. El grupo B esta conformado solo por una localidad Indiana, la cual presenta una sola especie fósil Scirpus sp. de edad Miocenica. A grandes rasgos la separación de los dos grupos, uno al Oeste (el grupo A) y otro al centro (grupo B) de Estados Unidos, muestra que los fósiles se distribuyeron hace tiempo preferentemente hacia las zonas más Occidentales. Esta misma distribución se Neevia docConverter 5.1 45 presenta en el Trazo generalizado 9, por lo cual este análisis viene a corroborar lo obtenido con el método Panbiogeográfico. La distribución de los organismos actuales y ejemplares fósiles, al Este y Oeste respectivamente, posiblemente se deba al surgimiento de las Montañas Rocallosas y la Sierra Madre Occidental. Es factible que este evento haya provocado un desplazamiento de los cuerpos de agua, del Oeste al Este, y junto con ellos la flora que albergaba, lo que causó una mayor concentración de los organismos en el Oriente de Estados Unidos. Hecho que se puede observar en el trazo generalizado 8 y en los nodos panbiogeográficos de la figura 10. Cabe resaltar que la elevación de esta cadena de montañas se inicio en el Terciario temprano para las Montañas Rocallosas y a mediados del Terciario para la Sierra Madre Occidental periodo en el que el registro fósil indica la presencia de los organismos hacia el Oeste tal como se puede observar en el trazo generalizado 9 y grupo A del fenograma, por lo tanto, el desplazamiento de la flora tuvo que ser del Oeste al Este. Neevia docConverter 5.1 46 CONCLUSIONES Individualmente la distribución actual de los géneros es: En México, Typha, se ubica preferentemente sobre el Eje Neovolcánico y en Estados del Sur, como Veracruz, Oaxaca y Chiapas. A nivel del Continente Americano, el género se distribuye en el Oeste y Este de los Estados Unidos, siendo la porción Occidental donde se distribuye preferentemente este género; en Centroamérica se localiza en Guatemala; y en Sudamérica se localiza en el Ecuador, Perú, Bolivia y Paraguay. El género Nymphaea tiene un mayor número de registros en el Este, en las costas de Tamaulipas, Veracruz, Tabasco, Campeche y Quintana Roo; y sobre el Eje Neovolcánico. En el Continente se localiza hacia el Sur de Estados Unidos, en todo el Istmo de Centroamérica, y en el centro y costas Nor-occidentales de Sudamérica. La distribución preferencial de Scirpus en nuestro país es hacia el Este y sobre la Faja Volcánica. En el Continente solo se localiza en Estados Unidos recorre de Occidente a Oriente, siendo la porción Este donde se distribuye más. Las únicas localidades Mioceno-Pliocénicas que se encontraron al realizar este estudio fueron: siete en Estados Unidos y una en México. De EEUU son Nevada, Washington, California, Idaho, Montana, Oregon e Indiana y de México es Hidalgo (para ver que Formaciones consultar el anexo 2). Neevia docConverter 5.1 47 Tanto el método Panbiogeográfico como el Fenético ubican, en general a los géneros fósiles durante el Mioceno-Plioceno en la porción Oeste de los Estados Unidos, a excepción de los de Indiana y México. Neevia docConverter 5.1 48 BIBLIOGRAFÍA Aguilar A., F. J. 2004. Plantas Jurasicas de la Región Noroccidental de Oaxaca (Formaciones Rosario y Cualac): Implicaciones Paleobiogeográficas. Tesis. Maestría. Instituto de Geología. UNAM. México.145 p. Aguilar, F. J. y M. P. Velasco-de León. (2002) 2003. El clima durante el Plioceno en la región de Santa María Amajac, Hidalgo, México. Boletín de la Sociedad Botánica de México, 71: 71-81. Alberdi M. T., B. Azanza, E. Cerdeño y J. L. Prado. 1997. 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Alberta Paleoceno Paskopoo x Bautista ¿? x ¿? Pleistoceno Tomales ¿? ¿? x Plioceno Merhten ¿? x ¿? Chloropagus ¿? x ¿? Disaster Peak ¿? x ¿? Kinnie ¿? x ¿? Mount Eden ¿? x ¿? Mulholland ¿? x ¿? Neroly ¿? x ¿? San Pablo ¿? x ¿? California Mioceno Weaverville ¿? x ¿? Oligoceno Florissant x Eoceno Florissant x Raton x Colorado Paleoceno Dawson Arkose x Beaver Dam x Mioceno Payette x Oligoceno Salmon City x Idaho Eoceno Dewey Beds x Indiana Mioceno ------------ x Mioceno Renova x Montana Oligoceno Renova x Buffalo Canyon x x ¿? Chloropagus x ¿? Nevada Mioceno Desert Peak x ¿? Continúa N eevia docC onverter 5.1 55 High Rock Sequence x ¿? Mclean x ¿? Middlegate x ¿? Savage Canyon x ¿? Mascall x Mioceno Trout Creek x x Oregon Oligoceno ---------------- x Ellensburg x Washington Mioceno Latah x Wyoming Cretácico Lance x Hidalgo Plioceno Atotonilco el Grande x x x Continuación N eevia docC onverter 5.1 56 ANEXO 3