New vídeo explaining a paper

New vídeo explaining a paper

Phenotypic plasticity guides Moricandia arvensis divergence and convergence across the Brassicaceae floral morphospace“…
This is the title of our latest paper published in the New Phytologist journal. Do you find it difficult to understand? Watch and listen first to this video that we have prepared to explain this interesting evolutionary process that we have found in our Moricandia arvensis study system.

We are sure that now you will understand our work much better!
If so, spread the word!

New paper on phenotypic plasticity

New paper on phenotypic plasticity

A new paper from our working group has just been published in New Phytologist journal. In this study we examine the role of phenotypic plasticity in the evolutionary processes of convergence and divergence, and we have done this by focusing on the Brassicaceae plant family. For this, in addition to the work we are developing with our Moricandia study system, we have added an enormous revision work on the characterization of floral traits and pollination systems in the Brassicaceae family. Our knowledge of this important plant family is now much better!

The title is “Phenotypic plasticity guides Moricandia arvensis divergence and convergence across the Brassicaceae floral morphospace“.

Although our work is not about cosmic wormholes, it is true that something has inspired us…

Si quieres saber un poco más sobre plasticidad fenotípica y polinización, este vídeo te interesa…

Si quieres saber un poco más sobre plasticidad fenotípica y polinización, este vídeo te interesa…

Si quieres saber un poco más sobre plasticidad fenotípica y polinización, este vídeo te interesa…

Cuando en el año 2008 comenzamos a elaborar vídeos de animación para transferir al conjunto de la sociedad la información publicada en los artículos científicos que escribíamos, uno de los objetivos era trasladar esta información de manera rápida y comprensible a un público no familiarizado con nuestro trabajo de investigación. La realidad nos ha puesto en nuestro sitio y … resulta que no somos capaces de hacer el trabajo de divulgación científica en paralelo al de investigación. Han tenido que pasar unos meses desde la publicación de nuestro estudio sobre plasticidad fenotípica y nicho de polinizadores*, pero… ahora, por fin, podemos mostraros el vídeo que hemos preparado para tratar de incrementar la difusión social de este estudio. Poned pantalla grande, dadle volumen y … disfrutadlo cómo lo hemos hecho los autores con el trabajo realizado.

En este vídeo mostramos qué es la plasticidad fenotípica y cómo la plasticidad individual dentro de las flores de Moricandia arvensis (Brassicaceae) permite a esta especie de planta modificar su nicho de polinización.

*Este vídeo muestra los resultados del estudio:
Gómez JM, Perfectti F, Armas C, Narbona E, González-Megías A, Navarro L, DeSoto L, Torices R (2020). Within-individual phenotypic plasticity in flowers fosters pollination niche shift. Nature Communications 11: 4019 https://doi.org/10.1038/s41467-020-17875-1

Si estás interesado en leerlo, no dudes en solicitárnoslo

Phenotypic plasticity, climate change and pollinators

Phenotypic plasticity, climate change and pollinators

Phenotypic plasticity, climate change and pollinators

A drastic change in floral phenotype causes the same plants to attract different pollinators and reproduce in harsh climates

Phenotypic plasticity is the ability of a genotype to produce different phenotypes in response to changes in the environment. This is an essential property of living beings but its role in adaptation and acclimatization to environmental changes is not yet fully known.

A Moricandia arvensis plant with its «typical» spring flower phenotype (Photo by F. Perfectti).

As part of a truly multidisciplinary team of researchers from the Experimental Station of Arid Zones (CSIC) and the Universities of Granada, Vigo, Pablo Olavide and Rey Juan Carlos, we have just published an article in the top-ranking journal Nature Communications demonstrating experimentally, both in natural conditions and in the laboratory, the phenotypic plasticity of the flowers of a plant species living in semi-arid environments.

A comparison of the different flower phenotypes this plant produces in spring (left) or harsh summer (right) conditions (Photo by F. Perfectti).

In spring, this species – the crucifer Moricandia arvensis – produces large, lilac-colored, UV-reflecting flowers in the shape of a cross. These flowers attract mainly large, long-tongued bees as pollinators. However, unlike most coexisting species, M. arvensis maintains flowering during the dry, hot summer of the western Mediterranean. This is due to its plasticity in key vegetative traits, including photosynthetic traits, that adjust its metabolism to these extreme temperatures and water deficit conditions. The summer’s high temperatures and longer light hours trigger changes in the expression of more than 625 genes in the flower that lead to these plants to produce different radical flowers. Whereas in spring flowers were large and cross-shaped, in summer they are small and rounded; whereas they were lilac and reflected UV, in summer they are white and absorb UV. These summer flowers attract a different set of pollinators composed of more generalist species. This change in the pollinator set (the pollination niche) allows this plant to reproduce successfully under the challenging summer conditions. Phenotypic plasticity for flower, vegetative, and photosynthetic traits seems to allow M. arvensis to cope with anthropogenic disturbances and climate change.

The phenotypic plasticity exhibited by individuals of the Moricandia arvensis plant promotes the production of large, lilac-colored, cross-shaped flowers that reflect UV and attract mainly large long-tongued bees in spring and smaller, rounded white flowers, which absorb UV, in summer, when environmental conditions are difficult for many organisms to survive. These «summer» flowers are visited by generalist pollinators and this allows the plant to continue to reproduce when environmental conditions are harsh.

Gómez JM, Perfectti F, Armas C, Narbona E, González-Megías A, Navarro L, DeSoto L, Torices R (2020). Within-individual phenotypic plasticity in flowers fosters pollination niche shift. Nature Communications 11:4019 https://doi.org/10.1038/s41467-020-17875-1

Extinciones invisibles

Extinciones invisibles

En este vídeo que os mostramos aquí, se presenta un proyecto financiado por la Fundación BBVA en el que los miembros del Grupo Evoflor (conformado por investigadores de la Estación de Zonas Áridas de Almería (CSIC), la Universidad de Granada, la Universidad de Coimbra, la Universidad Pablo de Olavide y la Universidad de Vigo, y en este proyecto concreto con la colaboración del Parque Natural de Cazorla, Segura y las Villas), vamos a estudiar la pérdida de diversidad biológica que está ocurriendo en distintas zonas áridas de la cuenca Mediterránea como consecuencia de la expansión de especies de plantas asociadas a la actividad humana. Esta pérdida de diversidad está afectando sobre todo a especies endémicas.
Las especies endémicas se caracterizan porque su área de distribución está restringida a una zona geográfica concreta y limitada en el espacio. En muchos casos esto ocurre porque determinadas especies de organismos están adaptadas a vivir en unas condiciones ecológicas muy concretas y no son capaces de expandir su área de distribución a otros lugares en los que las condiciones son diferentes. Esto hace que estas especies sean especialmente vulnerables a la extinción. Si en el área de distribución que ocupan ocurre una perturbación, puede afectar a una fracción importante de su exigua población mundial y esto puede llevar a la especie a la desaparición y extinción. Conocemos, desgraciadamente, muchos casos de especies con un rango de distribución limitado (endémicas) que han desaparecido para siempre del planeta.
Por el contrario, hay otras especies con mayor tolerancia ecológica, que son capaces de colonizar prácticamente cualquier ambiente. Eso las ha llevado a incrementar su éxito, en muchos casos, asociándose al ser humano, que, dicho sea de paso, se ha convertido en una de las principales fuentes de perturbación del planeta.

Investigadores del proyecto en una reunión de organización del plan de trabajo y diseño de los experimentos que se realizarán.

La cuenca mediterránea es considerada un punto caliente de biodiversidad a escala planetaria debido al elevado número de especies endémicas que alberga. Sin embargo, desde el advenimiento de la agricultura hace más de 10 000 años, el ser humano ha modificado intensamente los ecosistemas terrestres en este lugar del planeta. Esto está provocando que muchas especies endémicas de área restringida estén desapareciendo como consecuencia de procesos que alteran las comunidades biológicas, como la sobreexplotación de los ecosistemas con fines económicos, la contaminación derivada de las actividades industriales, agrícolas, ganaderas o urbanas, el cambio climático que está provocando cambios radicales en la configuración de muchos ecosistemas, la introducción de especies invasoras que compiten con las nativas o la destrucción y deterioro de los hábitats. La pérdida de especies por estas causas está bien documentada.

El investigador Francisco Perfectti colectando muestras para más tarde poder realizar estudios moleculares en el laboratorio.

Pero, hay un tipo de impacto humano que ha pasado desapercibido: es el relacionado con la expansión de aquellas especies que “se encuentran cómodas” asociadas a las actividades humanas y que los científicos denominan ruderales y arvenses. Estas especies también pueden poner en peligro la existencia de muchas especies nativas endémicas. Y lo hacen por medio de unos mecanismos difíciles de percibir sin un estudio detallado. Cuando la desaparición de especies se produce por estos mecanismos difíciles de percibir, se conoce con el nombre de extinción invisible.
En este proyecto de investigación concretamente vamos a evaluar si una planta de amplia distribución y que es tremendamente abundante en zonas cultivadas de clima árido o semi-árido a lo largo de toda la cuenca Mediterránea, Moricandia arvensis, puede desplazar a otras especies nativas y del mismo género, cuya área es más restringida. Estudiaremos si la especie de amplia distribución desplaza a las de área restringida por competencia directa por el espacio, algo que ocurre frecuentemente con muchas especies invasoras. También examinaremos si la transferencia de organismos antagónicos asociados a la especie de amplia distribución afecta al resto de especies. No hay que perder de vista que en muchos casos los procesos evolutivos que originan y mantienen a las especies llegan a un punto de estabilidad en el que, por ejemplo, un herbívoro que se alimenta de las flores de una planta afecta de manera negativa a dicha planta (i.e. es un antagonista), pero nunca tanto como para llevarla a la extinción porque la especie de planta ha “aprendido” a defenderse (por ejemplo, generando compuestos que mantienen a raya al herbívoro). De esta manera ambas especies viven en un equilibrio que les permite perdurar en el tiempo. Sin embargo, cuando ese herbívoro “ataca” a otra especie de planta que, por la razón que sea, no es capaz de defenderse, la agresión puede ser letal y llevar a la extinción a la nueva especie “presa”. Otro mecanismo por el que una especie de amplia distribución y abundante localmente puede llevar a la extinción a especies que no son tan abundantes en un área es aquel mediado por el secuestro de sus mutualistas, como los polinizadores. A veces ocurre que el recurso floral habitualmente utilizado por algunos polinizadores se vuelve muy escaso y difícil de localizar frente a otro recurso floral más abundante. En estos casos, los polinizadores, ante la dificultad para encontrar las flores de la especie nativa podrían optar por abandonar la interacción con las especies endémicas. Finalmente, en este proyecto vamos a investigar sobre uno de los mecanismos de extinción de especies más complejos de percibir: la extinción mediada por fenómenos de hibridación e introgresión con especies genéticamente emparentadas. Puede ocurrir que cuando una especie de planta de área restringida comienza a hibridar con otra especie emparentada y de distribución más abundante, los híbridos sean más vigorosos que los descendientes directos de la especie endémica. Y cuando esto ocurre con frecuencia, puede conducir a la pérdida de la identidad genética de la especie más vulnerable de distribución restringida.

A veces la obtención de datos en el campo requiere prolongar las jornadas de trabajo hasta que se va la luz.

Con este proyecto trataremos de contestar estas preguntas para tratar de entender mejor cómo está funcionando este universo del que nos estamos apropiando y así contribuir a la conservación de la biodiversidad de espacios tan singulares del paisaje Ibérico como son las zonas áridas y desiertos.

New paper published: Kin discrimination allows plants to modify investment towards pollinator attraction

New paper published: Kin discrimination allows plants to modify investment towards pollinator attraction

Two Evoflor’s members (José María Gómez and Rubén Torices) in collaboration with John Pannell from University of Lausanne have recently published a paper in Nature Communications showing that the self-incompatible monocarpic Moricandia moricandioides can adjust its flowering behaviour to the surrounding intraspecific social environment. Read more

Nuevo proyecto financiado sobre plasticidad fenotípica como motor evolutivo en Moricandia

Nuevo proyecto financiado sobre plasticidad fenotípica como motor evolutivo en <i>Moricandia</i>

Hemos conseguido financiación para el proyecto coordinado Plasticidad fenotípica como motor evolutivo en Moricandia (Proyecto MORE; CGL2017-86626). Este proyecto consta de dos subproyectos, MOREgen liderado por Francisco Perfectti en Universidad de Granada y titulado “Genética evolutiva y funcional de la plasticidad fenotípica en el género Moricandia” y MOREeco liderado por Cristina Armas y José María Gómez de la Estación Experimental de Zonas Áridas y titulado “Ecología evolutiva y funcional de la plasticidad fenotípica en el género Moricandia

Photo by F. Perfectti
Moricandia arvensis

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Sampling a peculiar Moricandia

Sampling a peculiar <i>Moricandia</i>

Within the context of the project Hidden extinctions: Losing plant diversity in Iberian arid zones as a consequence of the anthropic-mediated expansion of weeds, we sampled on 9 March 2018 individuals of the taxon Moricandia moricandioides pseudofoetida, a narrowly distributed endemism inhabiting some badlands of the Región de Murcia (SE Iberian Peninsula).

Photo by F. Perfectti
M. moricandioides pseudofoetida

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Molecular phylogeny and evolutionary history of Moricandia DC (Brassicaceae)

Molecular phylogeny and evolutionary history of Moricandia DC (Brassicaceae)

We present in this paper a molecular phylogeny of the genus Moricandia (Brassicaceae). We have found that a Spanish population previously ascribed to Rytidocarpus moricandioides is indeed a Moricandia species, and we propose to name it as M. rytidocarpoides sp. nov. In addition, M. foleyi appeared outside the Moricandia lineage but within the genus Eruca. Therefore, M. foleyi should be excluded from the genus Moricandia and be ascribed to the genus Eruca. Read more