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¿En qué época del año florecen las plantas de páramo? Un estudio usando datos de herbario y colecciones digitales. Proyecto de Grado María Camila Bocanegra Gómez Directora: Eloísa Lasso De Paulis Facultad de Ciencias Departamento de Ciencias Biológicas Bogotá D.C, diciembre 2020 Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 2 Tabla de contenidos Resumen .......................................................................................................................................... 5 1. Introducción ............................................................................................................................ 5 2. Metodología ............................................................................................................................ 9 3. Resultados y Análisis ............................................................................................................ 12 3.1 Polinizadores ............................................................................................................................ 12 3.2 Familia ...................................................................................................................................... 17 3.3 Cambio climático y elevación ............................................................................................... 21 4. Referencias ............................................................................................................................ 28 Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 3 Lista de figuras Figura 1. Histogramas de la frecuencia de floración de acuerdo con el polinizador, a) especies polinzadas por animales, b) especies polinizadas por viento ........................................................ 14 Figura 2. Histogramas de la frecuencia de floración de acuerdo con el polinizador .................... 17 Figura 3. Histogramas de la frecuencia de floración por familias, a) Asteraceae, b) Ericaceae, c) Melastomataceae, d) Rosaceae. .................................................................................................... 18 Figura 4. Histograma de la frecuencia de floración de las cuatro familias ................................... 20 Figura 5. Histograma circular de la frecuencia de floración de E. grandiflora a través del tiempo. Comparación de datos de este siglo y el siglo pasado. ................................................................. 23 Figura 6. Histograma circular de la frecuencia de floración de E. grandiflora a diferentes elevaciones. ................................................................................................................................... 24 Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 4 Lista de tablas Tabla 1. Especies analizadas con su nombre científico y común, la familia a la perteneces y su forma de crecimiento y tipo de floración (Marin & Parra, 2015; Jardín Botánico de Bogotá, 2020) ............................................................................................................................................. 10 Tabla 2. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando entre especies dentro de cada métodos de polinización. .............................................................................................................. 14 Tabla 3. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando métodos de polinización juntando todas las especies bajo cada método. ............................................................................................ 17 Tabla 4. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando las especies dentro de cada familia. .......................................................................................................................................... 18 Tabla 5. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando entre familias ........................... 20 Tabla 6. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando la época de floración según elevación y entre siglo XX y siglo XXI. ....................................................................................... 24 Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 5 Resumen Colombia cuenta con el 49% de los páramos a nivel global y alrededor de 3400 especies de plantas en este ecosistema. Sin embargo, la información y los estudios a cerca de la fenología de las plantas de páramo son muy escasos. Por esta razón, en este estudio analizamos las diferentes épocas de floración de plantas de páramo en función del tipo de polinizador, elevación, familia y sus cambios a través del tiempo. Esto, por medio del uso de colecciones digitales como iNaturalist y herbarios digitales como el de la Universidad Nacional de Colombia. Se encontró que hay especies floreciendo todo el año en el páramo, pero la floración disminuye en los meses de julio a septiembre. Se encontraron diferencias significativas en la época de floración entre especies polinizadas por viento y polinizadas por animales; todo el año hay especies polinizadas por animales en floración mientras que las especies polinizadas por viento suelen florecer menos en la estación seca. Por otro lado, se encontraron diferencias en la época de floración entre la familia Melastomatacea con respecto a Rosacea y Asteraceae. Por último, no encontramos diferencias en la floración de Espeletia grandiflora a diferentes elevaciones, pero si diferencias en la época de floración en este siglo con respecto a especímenes del siglo pasado. Palabras clave: Páramo, polinización, cambio climático, familia, floración. 1. Introducción La fenología de plantas es definida como el estudio del momento en el tiempo en que ocurren los fenómenos reproductivos y de crecimiento en las plantas, así como las causas endógenas y exógenas de estos eventos (Chen, 2017). Hoy en día este campo de la biología se ha centrado en el estudio de la respuesta de las plantas al cambio climático, dado que su distribución y fenología ha cambiado notablemente en respuesta al aumento de la temperatura global (Prevéy, Parker, & Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 6 Harrington, 2020). La fenología influye notablemente sobre procesos ecológicos claves como la tasa de crecimiento, fotosíntesis y evapotranspiración, al igual que la producción de estructuras vegetativas y reproductivas (Funk, y otros, 2016). Uno de los ecosistemas que puede ser más afectado por el cambio climático y la acción antropogénica es el páramo (Rincón, 2015). Este bioma neotropical localizado en zonas de alta montaña (3000-5000 m s.n.m), se caracteriza por tener altos niveles de humedad relativa, alta radiación UV, alta variabilidad térmica diaria y presentar una gran riqueza y diversidad de especies (Sáenz, 2019). Asimismo, son fundamentales en la regulación hídrica al tener la capacidad de retener y almacenar agua; así como el secuestro de carbono (Cabrera & Ramírez, 2014). Actualmente, Colombia cuenta con 14,434 km2 de páramo, equivalente al 2.5% del área continental de Colombia y al 49% de los páramos a nivel global. En estos se encuentran aproximadamente 3400 plantas vasculares, de las cuales entre el 21% y 48.7% son endémicas (Cabrera & Ramírez, 2014; Pizano., et al, 2017; Londoño, Cleef, & Madrinán, 2014). Entonces, dada la importancia ecológica de los páramos es importante conocer la fenología de las plantas analizando no solo su floración y fructificación sino las causas de las diferentes épocas en las que se dan estos eventos reproductivos. Entre las causas principales reportadas en la literatura se encuentran los tipos de polinizadores y factoresestacionales (Conceição, Funch, & Pirani, 2007; Sussex, 1956). La dispersión del polen y las semillas en plantas es un fenómeno de gran importancia dado que la magnitud y direccionalidad del flujo genético permiten la microevolución de las poblaciones vegetales y su diferenciación genética (Herrera, 1987). El polen y las semillas se pueden dispersar por el viento (anemofilia y anemocoria), por medio de animales (zoofilia y zoocoria), por gravedad o por balística (baracoria) y por medio del agua (hidrofilia e hidrocoria) (Vittoz & Engler, 2007). Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 7 Estos métodos definen en gran medida el momento de floración y fructificación de cada especie dado que dependiendo de la forma en que dispersen el polen y las semillas hay épocas del año en que las condiciones ambientales son óptimas. La mayoría de los estudios de fenología de plantas de páramo se han realizado en páramos de Venezuela. En estos se ha encontrado que algunas especies de plantas tienen su pico de floración en la época seca, otras florecen todo el año, pero la mayoría florecen en la época de lluvias (abril a noviembre). De ahí, que las plantas de páramo tengan la capacidad de mantener una fauna nectarífera residente (abejorros y colibríes) debido a la continua oferta de flores durante el año. En esos estudios se encontró que los principales polinizadores son los colibrís y abejorros. De igual forma, se encuentra gran especialización y complementariedad funcional por lo que estos páramos podrían ser muy sensibles a la pérdida de especies (Pelayo, Soriano, Márquez, & Navarro, 2019). Por su parte, en Colombia no se han realizado muchos estudios de esta magnitud, de hecho, solo es posible encontrar algunos estudios con respecto a especies específicas de plantas. Por ende, solo un pequeño porcentaje de las especies y tipos de vegetación han sido examinadas desde el punto de vista de sus cambios estacionales y sus polinizadores (Morellato, Camargo, & Gressler, 2013). Entre los tipos de formas de crecimiento que se encuentran en los páramos colombianos se encuentran los árboles, arbustos, bejucos, hierbas, rosetas caulescentes y palmas y rosetas aucales. Con respecto a los árboles, son individuos leñosos con una altura mayor a los 5 m cuando llegan a adultos. Los arbustos son individuos leñosos con altura inferior a 5 m, generalmente ramificados hacia la base. Los bejucos son plantas de tallo largo, flexible y en ocasiones trepadoras que suben hasta la copa de los árboles en busca de luz. Las hierbas son individuos no leñosos generalmente menores a 1 m de altura. Las rosetas caulescentes y palmas son aquellas plantas cuya disposición de hojas sobre el tallo es radial o circular y poseen un tallo diferenciable y las rosetas aucales son Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 8 las plantas cuya disposición de hojas sobre el tallo es radial o circular, pero el tallo no es diferenciable. Por otra parte, el avance tecnológico en las últimas décadas ha permitido la creación de distintas plataformas como iNaturalist, GBIF (Global Biodiversity Information Facility) las cuales permiten tener acceso de forma gratuita a observaciones de biodiversidad en todo el mundo (iNaturalist, 2020) . Igualmente, muchos herbarios han digitalizado sus colecciones donde es posible observar el estado de reproducción de la planta colectada y las fechas de colecta. Por ejemplo, la plataforma trópicos cuenta con 4.87 millones de especímenes y 685 mil imágenes de plantas. En estas se pueden obtener datos de la floración, las fechas de colecta u observación y el sitio con su respectiva elevación (Tropicos, 2020). En cuanto a colecciones colombianas se destaca el herbario virtual de la Universidad Nacional, el cual cuenta con más de 380.000 especímenes colombianos, siendo la mayor colección en Colombia. Como cada espécimen digitalizado contiene información de las fechas de colecta y contiene flores o frutos dependiendo del estado reproductivo en que fue colectado, es posible usar estas plataformas para reconstruir la fenología de las especies en las últimas décadas. Además, datos de herbario ya han sido utilizados en diferentes estudios y su utilización en las últimas décadas ha incrementado, dado que da evidencia sobre el efecto del cambio climático en la fenología de las plantas (Jones & Daehler, 2018). En este proyecto analicé las diferentes épocas de floración de plantas de páramo con la intención de determinar si la época de floración esta relacionada con el tipo de polinizador, si hay variaciones en la época de floración, teniendo en cuenta la elevación en la que se encuentra la especie de planta, si hay una época de floración específica en relación con la familia a la cual pertenece la planta y si ha habido cambios en la floración a través del tiempo. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 9 Teniendo en cuenta lo que se realizó y la bibliografía estudiada, en un principio se esperaba encontrar que la época de floración fuera diferente entre los diferentes tipos de polinización. Las plantas polinizadas por viento se esperaba que florecieran en mayor frecuencia en la época seca o cercana a la época seca dado que si la lluvia moja el polen se evita que el polen se mueva grandes distancias. En cuanto a las especies polinizadas por animales se esperaba que la polinización fuera más constante alrededor del año con una disminución en la época de lluvias más intensa. Esto dado que, hay diferentes animales que pueden polinizar en las diferentes épocas del año y en otros estudios se ha observado una disminución en los animales visitantes entre mayor sea la precipitación (Lawson & Rands, 2019). En cuanto a las familias se esperaba que hubiera un efecto filogenético y que entre algunas familias hubiera diferencias debido a que las familias se agrupan por similitudes y la época de floración puede estar altamente influenciada por la morfología de las flores y su historia evolutiva. En cuanto a la elevación se esperaba que se presentaran diferencias dado que la radiación UV y la temperatura cambia con la elevación y con ello podría cambiar el tiempo necesario para que una planta acumule los recursos para invertir en su reproducción. Por último, analizamos si la fenología de una especie, Espeletia grandiflora, para la que encontramos registros de fenología de este siglo y del siglo pasado, ha cambiado en el tiempo como resultado del aumento de la temperatura que se ha registrado en la alta montaña como resultado del cambio climático. 2. Metodología Para este proyecto fueron escogidas 15 especies de páramo pertenecientes a cuatro de las familias para las que hubiera suficiente información en las bases de datos analizadas: Asteracea, Ericaceae, Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 10 Melastomataceae, y Rosaceae. En la Tabla 1 se encuentra la lista de las especies estudiadas, su respectiva familia y una breve descripción de la especie. Tabla 1. Especies analizadas con su nombre científico y común, la familia a la perteneces y su forma de crecimiento y tipo de floración (Marin & Parra, 2015; Jardín Botánico de Bogotá, 2020) Especie Familia Descripción Espeletia grandiflora (Frailejón) Asteraceae Roseta caulescente con altura máxima de 3 m y capitulescencias de flores amarillas. Espeletia argentea (Frailejón blanco) Es una roseta caulescente de 1 m de altura. Presenta capitulescencias de flores amarillas y flores externas convexas. Baccharis tricuneata (Sanalotodo, susumuco o escobito) Arbusto de 1 m de altura, hojas con tres lobulos y capitulescencias terminales densas de flores blancas. Diplostephium phylicoides (Romero, romero de páramo o romero morado) Arbusto de 1 m de altura,con capitulescencias terminales de flores lilas Diplostephium rosmarinifolium Arbusto de 3 m de altura, con capitulescencias terminales de flores blancas. Petancalia vaccinioides (Chitón o maíz tostado) Arbusto de 1,5 m de altura, con capitulescencias de flores amarillas. Pernettya prostrata (Reventadera, bichachá o borrachero) Ericaceae Arbusto postrado de 1 m de altura, con flores blancas. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 11 Vaccinium floribundum (Agraz y chivaco) Arbusto de 1 m de altura, con flores rosado claro. Gaultheria anastomosans (Maíz de Perro, Reventadera, Totiadera) Arbusto de 1 m de alto. Tallos jóvenes y hojas con escamas de color ocre a rojizas. Flores blancas y frutos rojos cuando inmaduros y vinotintos al madurar Castratella piloselloides (Hierba de oso o oreja de oso) Melastomataceae Hierba de 30 cm de altura, tallos vinotinto con indumento piloso y flores amarillas. Miconia theaezans Arbusto con altura máxima de 3 m, con flores blancas. Tibouchina grossa (Sietecueros o tuno rojo) Arbusto de 2,5 m de altura, con flores rojas vinotinto. Acaena cylindristachya (Cadillo, abrojo o cadillo blanco) Rosaceae Roseta acaule de 50 cm de altura, con inflorescencias elongadas y flores café claro. Acaena elongata (Cadillo o cadillo blanco) Arbusto de 80 cm de altura, con flores café claro. Lachemilla orbiculata (Orejuela, plegadera o oreja de ratón) Hierba de 1 m de altura, con flores rosado claro. Nota. Tabla adaptada del libro Bitácora de flora: Guía visual de plantas de páramos en Colombia. Usando las plataformas iNaturalist y el herbario de la Universidad Nacional de Colombia a partir de la cantidad de datos disponibles se seleccionaron 15 especies de plantas de páramo provenientes de cuatro familias. Seleccionadas las especies se obtuvo la información de cada una de las especies. La información correspondiente fue: especie, fecha de observación, condición reproductiva (floración, fructificación o vegetativo (sin flores y frutos)) y elevación. Cada una de las Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 12 observaciones fue pasada a Excel y revisadas para descartar posibles observaciones erróneas por la ubicación o la clasificación. Con los datos obtenidos se buscaron en la literatura los polinizadores de cada especie. Para el análisis de datos se realizaron histogramas circulares con las frecuencias de floración de cada especie de planta por mes. De esta forma, cada histograma se dividió en los 12 meses del año. De acuerdo con los objetivos específicos establecidos, por cada tipo de polinizador se realizó una distribución circular y en cada uno se colocó las especies polinizadas por ese medio, teniendo en cuenta el mes y la frecuencia. Para las familias de plantas, se construyó una distribución para cada familia y una distribución para comparar las cuatro familias. En cuanto, a la elevación y la diferencia en el tiempo se realizó un histograma dividido en los 12 meses únicamente para Espeletia grandiflora, con la elevación a la que fue encontrado cada espécimen y colocando los datos de este siglo y del siglo pasado respectivamente. En cuanto al siglo pasado se obtuvieron 220 datos de 1938 a 1999 y 140 datos para este siglo. Realizamos ANOVAS para analizar si hay diferencias significativas en las épocas de floración de acuerdo con el tipo de polinizador, de acuerdo con las familias, y si había diferencias en la época de floración de E. grandiflora a diferentes elevaciones y entre este siglo y el siglo pasado. De obtener un p-value menor al nivel de significancia se procedió a realizar una prueba de Tuckey con el objetivo de identificar entre cuales datos se presentan esas diferencias significativas. 3. Resultados y Análisis 3.1 Polinizadores A continuación, en la Figura 1, se observan las frecuencias de floración dependiendo del tipo de polinizador. Las especies según sus polinizadores fueron clasificados en tres grupos: aquellas que Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 13 eran polinizados por animales (zoofilia), aquellas polinizados por viento (anemofilia) y aquellos que se autopolinizan (autogamia). A pesar de que algunas plantas son polinizadas por varios métodos, en la literatura se suele reportar una forma principal. En este caso, cada especie fue comparada con respecto a su método principal de polinización. Se encontró que en efecto hay diferencias significativas entre algunas de las especies polinizadas por animales. En la Tabla 2, se encuentran los resultados de la ANOVA y las especies que por la prueba de Tuckey presentan diferencias significativas entre si. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 14 Figura 1. Histogramas de la frecuencia de floración de acuerdo con el polinizador, a) especies polinzadas por animales, b) especies polinizadas por viento Tabla 2. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando entre especies dentro de cada método de polinización. Método de polinización P-value Prueba de Tuckey Zoofilia 0.00722 Diplostephium rosmarinifolium-Diplostephium phylicoides Anemofilia 0.074 No hay diferencias significativas En un primer momento se observa que la mayoría de las especies son dispersadas por animales, esto se debe a que en este grupo se incluyen insectos y aves. Entre los organismos más destacados Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 15 están los abejorros, pertenecientes al orden de los himenópteros y el colibrí chivito o quinchita de páramo (Oxypogon guerinii) los cuales durante la época de lluvia aprovechan la presencia continua de flores y durante la época seca descienden al subpáramo para aprovechar la presencia de flores en otras especies. En cuanto al viento presenta grandes ventajas para las especies dado que no requieren de otro organismo para su dispersión y el polen puede trasladarse grandes distancias (Pelayo, Soriano, Márquez, & Navarro, 2019). En cuanto a las diferencias entre las especies dentro de los mismos grupos de polinizadores se encontraron diferencias en la época de floración entre dos especies de plantas polinizadas por animales, pertenecientes al mismo orden esto se puede deber principalmente al tipo de animal que realiza esta polinización dado que, entre los animales polinizadores, como se mencionaba anteriormente se encuentra una gran variedad de organismos, los cuales presentan diferentes ciclos de vida y tienen diferentes requerimientos energéticos. De igual forma, se ha reportado que a pesar de que la mayoría de las especies suelen florecer en la época de lluvias, otras especies florecen en la época seca y finalmente otras pocas permanecen con flores todo el año. Esto garantiza la presencia de polinizadores todo el año, da un beneficio mutuo y disminuye la competencia entre diferentes especies. Esto, es especialmente importante en estos ecosistemas de alta montaña dado que la diversidad de visitantes florales es muy baja puesto que hay muy pocos organismos adaptados a vivir a condiciones tan extremas (Pelayo, Soriano, Márquez, & Navarro, 2019). Entonces, estas diferencias en floración se pueden deber a un método para evitar la competencia. No obstante, en otros estudios realizados no se ha encontrado ninguna correlación entre la época de floración y el tipo de polinizador y en efecto las demás especies no presentaron diferencias (Wheelwright, 1985). Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 16 Por último, también se realizó un histograma para analizar si hay diferencias significativas entre los dos grupos de polinizadores (Figura 2). Los resultados de la prueba ANOVA se encuentran en la Tabla 3. En efecto si haydiferencias significativas entre los dos grupos. Esto, se esperaba dado que, de acuerdo con la literatura y como se mencionó previamente los factores ambientales y ciclos de vida afectan la época de floración. Mientras que a las plantas polinizadas por viento les puede beneficiar las épocas con mayor viento a las plantas dispersadas por animales les puede beneficiar cierta época reproductiva de los animales o aquellas épocas donde las condiciones climáticas no son tan extremas y los polinizadores se pueden movilizar con mayor facilidad. En este caso, se observa una floración más constante alrededor del año en especies polinizadas por animales y para las especies polinizadas por viento la floración es mayor entre abril y noviembre (época lluviosa), que corresponde a la época de mayor velocidad de vientos en los páramos colombianos de la cordillera oriental (Meteoblue, 2020). Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 17 Figura 2. Histogramas de la frecuencia de floración promedio para cada mes de acuerdo con el polinizador Tabla 3. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando métodos de polinización juntando todas las especies bajo cada método. Parámetro P-value Prueba de Tuckey Polinizador 0.00479 Anemofilia- Zoofilia 3.2 Familia Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 18 En la Figura 3 se observan los histogramas para cada una de las familias. De igual forma, se realizó la ANOVA para verificar si hay diferencias significativas en la época de floración entre las especies de cada familia. En la Tabla 4 se observan los resultados. Se encontró que hay diferencias significativas entre algunas de las especies de la familia Asteraceae. Figura 3. Histogramas de la frecuencia de floración por familias, a) Asteraceae, b) Ericaceae, c) Melastomataceae, d) Rosaceae. Tabla 4. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando las especies dentro de cada familia. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 19 Familia P-value Prueba de Tuckey Asteraceae 0.00541 Diplostephium rosmarinifolium-Diplostephium phylicoides Espeletia argentea-Diplostephium phylicoides Ericaceae 0.063 No hay diferencias significativas Melastomataceae 0.679 No hay diferencias significativas Rosaceae 0.257 No hay diferencias significativas También, era importante comparar los resultados entre las cuatro familias. En la Figura 4 se observa el histograma teniendo en cuenta todas las especies estudiadas. Las familias polinizadas por animales tienen una mayor proporción de flores durante todo el año mientras que la familia donde se encuentran especies dispersadas por viento tiene su pico de floración en la época seca. También se realizó una ANOVA y prueba de Tuckey (Tabla 5) para verificar si en efecto esas diferencias que se observan en la gráfica eran significativas. Se encontró que hay diferencias significativas entre las familias Rosaceae y Melastomataceae y las familias Melastomatacea y Asteraceae. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 20 Figura 4. Histograma de la frecuencia de floración promedio por mes de las cuatro familias Tabla 5. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando entre familias Parámetro P-value Prueba de Tuckey Familias 0.00407 Rosaceae-Melastomataceae, Melastomataceae-Asteraceae De acuerdo con lo encontrado en la literatura se esperaba encontrar diferencias en algunas de las especies dentro de las familias dado que la época de floración no es un factor definitorio en la clasificación de plantas y de hecho otras similitudes entre las mismas pueden causar competencia interespecífica por polinizadores (Kochmer & Handel, 1986). De igual forma, interacciones con otros organismos o el clima al que se es expuesto puede llegar a influir la formación de las flores y frutos. Además, la floración de algunas puede depender de la época de lluvia o el tipo de especie. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 21 Entonces, observando los diagramas circulares (Figura 3 y Figura 4) se evidencia que en la mayoría de los casos la menor época de floración corresponde a mayo, junio, julio y agosto, los cuales son las épocas más lluviosas del año en los páramos del oriente de Colombia. De manera general en todos los ecosistemas, la polinización suele disminuir durante los períodos de lluvia, con la tasa de visitas de flores disminuyendo a medida que las condiciones de precipitación se vuelven más extremas y la abundancia de insectos voladores disminuye a medida que aumentan la precipitación. Las condiciones climáticas adversas, que combinan la lluvia con velocidades más altas del viento y menor temperatura, también evitan que algunos insectos recolectores de polen regresen a las colonias en comparación con los retornos durante el buen tiempo (Lawson & Rands, 2019). En cuanto a los resultados entre las cuatro familias se observa que Rosaceae presenta diferencias significativas con respecto a una familia. Esto se esperaba dados los datos obtenidos puesto que dos de las especies estudiadas en la familia Rosaceae presenta polinización por viento. Además, como se observó en el numeral 3.1, se encontraron diferencias entre las plantas polinizadas por viento y las plantas polinizadas por animales. En ese sentido, la polinización influye directamente en la época de floración dado que es lo que les va a permitir a las plantas transferir el polen desde el estambre al estigma, que se de la germinación del polen y la fecundación del óvulo y finalmente que se produzcan las semillas y frutos. En cuanto a Melastomatacea y Asteraceae se observa que las diferencias se deben a que en las especies analizadas de Melastomatacea se tiene una frecuencia de floración más constante y alta alrededor del año mientras que las especies de Asteraceae tienen una menor frecuencia. 3.3 Cambio climático y elevación Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 22 Por último, se evaluó como cambia la floración según la elevación y como ha cambiado en el tiempo en E. grandiflora. En la Figura 5 y Figura 6 se observan la frecuencia de floración para los 12 meses del año comparando especímenes de este siglo y el siglo pasado y a diferentes rangos de altura, respectivamente. Luego, se realizaron las respectivas ANOVAS y prueba de Tuckey, encontrando que hay diferencias significativas en la época de floración entre los especímenes de E. grandiflora del siglo XX y el siglo XXI. En este punto es importante mencionar que los datos obtenidos en ambos siglos son de los páramos ubicados en la cordillera oriental colombiana, destacándose lugares como el Parque Nacional Chingaza y el Parque Nacional Sumapaz, lo que sugiere que estas diferencias no son resultado de diferencias climáticas locales sino probablemente resultado de cambios en las condiciones climáticas de este siglo con respecto al siglo anterior. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 23 Figura 5. Histograma circular de la frecuencia de floración de E. grandiflora a través del tiempo. Comparación de datos de este siglo y el siglo pasado. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 24 Figura 6. Histograma circular de la frecuencia de floración de E. grandiflora a diferentes elevaciones. Tabla 6. Resultados ANOVA y prueba de Tuckey comparando la época de floración según elevación y entre siglo XX y siglo XXI. Factor P-value Prueba de Tuckey Tiempo 0.03 E. grandiflora XXI- E. grandiflora XX Altura 0.325 No hay diferencias significativas En cuanto a la diferencia de elevaciones se esperaba que hubiera diferencias significativas entre la elevación a la que se encuentra el espécimen y la épocade floración puesto que en varios estudios se han visto diferencias porque la elevación influye en la temperatura, los suelos y los nutrientes (Ziello, Estrella, Kostova, Koch, & Menzel, 2009). Además, es claro que uno de los Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 25 factores más determinativos en la floración de una planta es la temperatura a la que esta expuesto y que por cada 100m que aumente la elevación, la temperatura disminuye alrededor de 0.65ºC (Muy interesante, s.f.). De igual forma, se ha reportado que el gradiente de elevación trae consigo consecuencias. Las plantas ubicadas a una mayor elevación presentan una menor temperatura, presión atmosférica y radiación UV y los factores que limitan la distribución de la especie son abióticos. Por el contrario, en la parte baja influyen más factores bióticos como competencia, depredación y parasitismo (Monroy, 2011). No obstante, este no fue el caso, dado que no se encuentran diferencias significativas. Estos resultados también fueron obtenidos en otro estudio realizado, donde no encontraron diferencias significativas en algunas características como el numero de flores o duración y desarrollo de estas (Monroy, 2011). Además, se ha reportado una distribución de E. grandiflora entre los 2900 y los 4100 m por lo que se puede establecer que los datos recolectados se encuentran dentro de los límites y por tanto la especie se encuentra completamente adaptada a estas zonas y por tanto en este rango las diferencias en la floración no son significativas (Fagua & Bonilla, 2002). Por el contrario, como se observa en la Tabla 6, para E. grandiflora se encontraron diferencias significativas en la época de floración entre los especímenes recolectados en este siglo y los del siglo pasado. Esto, se hace evidente porque en los especímenes incluidos en el siglo pasado la floración era más constante alrededor de todo el año, por el contrario, en los especímenes de este siglo la época de floración es significativamente inferior en los primeros seis meses del año, donde se presenta una época de lluvias (marzo, abril, mayo y junio) y una de sequía (enero y febrero). El factor del calentamiento global ha sido objeto de estudio en el campo de la fisiología vegetal en los últimos años dado que el aumento de la temperatura puede llegar a tener graves consecuencias en los organismos, especialmente organismos en el trópico donde las variaciones Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 26 de temperatura no son muy drásticas a lo largo del año por la ausencia de estaciones. En varios estudios y simulaciones con plantas se ha encontrado alteraciones significativas en la fenología, lo que altera las relaciones tróficas y puede producir impactos en cascada sobre ecosistemas (Prevéy, Parker, & Harrington, 2020). De igual forma, el aumento de la temperatura global provocará el desplazamiento de los límites de los ecosistemas, por lo que ecosistemas de alta montaña como páramos verán reducido considerablemente el área total. Este desplazamiento y un mayor aislamiento de las poblaciones llevarán a la extinción y a la pérdida de biodiversidad. Las sequías provocarán una renovación de carbono orgánico más rápida en los suelos, reduciendo el almacenamiento de carbono en el subsuelo. Por último, los cambios en la precipitación llevarán a un aumento en la evotranspiración y estas las alteraciones de las propiedades del suelo tendrán un impacto en el suministro de agua (Buyaert, Cuesta-Camacho, & Tobon, 2011). En cuanto a la época de floración, esta se reporta en la bibliografía actual entre los meses entre julio y diciembre. Estas diferencias se pueden asociar con épocas de sequía más fuertes en los últimos años. Además, con el cambio climático se ha reportado disminución de las épocas de floración en plantas del trópico por los cambios en temperatura (Zhao, Zhang, Song, Xu, & Xiao, 2013; Fagua & GonzalezV, 2007). Por ende, estos resultados pueden ser un reflejo del cambio climático ya presente, de hecho, se ha confirmado que la temperatura del planeta ha aumentado cerca de 0.07ºC cada diez años desde 1800, haciendo que las épocas secas sean más pronunciadas al igual que las épocas de lluvia (NASA, 2019). Sin embargo, aun quedan muchos estudios por realizar específicamente en este campo del cambio climático y los páramos dado que los estudios que se encuentran hasta el momento son simulaciones por computador o estudios de corto plazo que pueden no llegar a reflejar un impacto significativo del cambio climático y las consecuencias que este puede llegar a Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 27 tener en estos ecosistemas. Además, dada la importancia de los páramos a nivel global en cuanto al secuestro de carbono y la capacidad de retener agua es importante su estudio. De igual forma, es importante mencionar que los datos obtenidos en este estudio fueron recolectados de una plataforma pública a la cual cualquier persona tiene acceso. Además, a pesar de que la plataforma permite saber el lugar de donde se tomó la fotografía y el día, de los especímenes utilizados como datos no se tiene ninguna información adicional, por tanto, no es posible saber si algunos de estos se repitieron. Aunque se obtienen resultados concluyentes, lo ideal sería poder seleccionar varios individuos de diferentes especies y hacerles el seguimiento durante mínimo un año directamente en el páramo, con el objetivo de conocer con mayor certeza la época de floración de los especímenes. Por otra parte, se estudiaron 15 especies de cuatro familias que si bien es un numero significativo en comparación a otros estudios realizados, en los páramos colombianos hay alrededor de 4700 especies de plantas de las cuales muchas no se conoce información. Esto significa que “los páramos representan fácilmente el 17% de la diversidad florística de Colombia en apenas 2.5% del territorio continental” (Marin & Parra, 2015). Por tanto, aun resta mucho trabajo por hacer en especial en cuanto a conocer la fenología de las plantas, su interacción con otras especies y las posibles consecuencias del cambio climático. A pesar de lo anterior se encontró que en efecto hay diferencias en la época de floración entre algunas especies dispersadas por animales, en la familia Rosaceae con respecto a la familia Melastomataceae y la familia Melastomatacea y Asteraceae y para E. grandiflora hay diferencias con especímenes del siglo pasado almacenados en el herbario de la Universidad Nacional. Departamento de Ciencias Biológicas Proyecto de grado Diciembre 2020 28 4. Referencias Chen, X. (2017). Spatiotemporal Processes of Plant Phenology : Simulation and Prediction. Berlin: Springer Nature. Prevéy, J. S., Parker, L. E., & Harrington, C. A. (2020). Projected impacts of climate change on the range and phenology of three culturally-important shrub species. PLoS ONE, 1-19. 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