Es común que las plantas expresen cambios contrastantes en atributos de defensa en contra de sus herbívoros (i.e., trayectorias ontogenéticas en la defensa). Recientemente, se han descrito trayectorias ontogenéticas contrastantes en distintos atributos defensivos expresados simultáneamente, sugiriendo disyuntivas y ajustes en la asignación de recursos dependiendo de la efectividad de cada defensa a lo largo de la vida de las plantas. A pesar de que algunos trabajos han descrito el componente genético en la variación de dichas trayectorias, su valor adaptativo, consecuencias demográficas y plasticidad fenotípica aún no han sido explorados. El presente proyecto pretende ser una contribución novedosa en el campo del estudio de la ecología evolutiva y evolución de defensas respondiendo las siguientes preguntas i) ¿Cuál es el valor adaptativo de las trayectorias ontogenéticas en distintos atributos defensivos expresados simultáneamente? ii) ¿Cuáles son las consecuencias demográficas de la expresión de dichos atributos? iii)¿La expresión de trayectorias ontogenéticas es un producto de la adaptación local de las poblaciones al contexto ecológico en el que evolucionan? iv)¿Las trayectorias ontogenéticas en la defensa pueden presentar plasticidad fenotípica? La primera hipótesis detrás de estas preguntas es que si la expresión de distintos atributos defensivos cambia durante el desarrollo de las plantas, y dichos cambios permiten la optimización del uso de recursos, podemos esperar que las trayectorias ontogenéticas en la defensa sean blanco de la selección natural, promoviendo diferencias en la sobrevivencia, crecimiento y reproducción de aquellas familias genéticas con las trayectorias más eficientes. La segunda hipótesis consiste en que, para el caso de plantas mirmecófitas, si existe variación biogeográfica en la identidad y eficiencia de las hormigas mutualistas que defienden a la plantas, entonces las trayectorias ontogenéticas en la expresión de otros atributos de defensa pueden ser producto de adaptaciones locales o de plasticidad fenotípica en función del contexto ecológico en el que las poblaciones evolucionan. Para responder las preguntas planteadas se utilizarán las especies mirmecófitas Turnera velutina y Acacia hindsii como sistemas de estudio. En estas especies se describirán las trayectorias ontogenéticas de atributos de defensa física, química y biótica en distintas poblaciones con condiciones ecológicas contrastantes, en particular con variación en la identidad y eficiencias de sus hormigas mutualistas. En el caso de T. velutina, se realizará un experimento para determinar las consecuencias demográficas de diferentes trayectorias ontogenéticas en la defensa y se utilizará un diseño de trasplantes recíprocos para evaluar si la expresión de trayectorias ontogenéticas en la defensa son producto de adaptación local o plasticidad fenotípica. Como productos del proyecto se publicarán al menos tres artículos en revistas de circulación internacional, se divulgará el trabajo en dos congresos (uno nacional y el otro internacional) y se formará un alumno de doctorado y dos de maestría.

El proyecto plantea explorar el valor adaptativo de fenotipos complejos como lo son las trayectorias ontogenéticas en la expresión de la defensa de las plantas. Si bien dichas trayectorias se han descrito en muchos sistemas (Boege y Marquis 2005, Barton y Koricheva 2010), apenas pocos estudios han evaluado sus consecuencias evolutivas. Recientemente, nuestro grupo de trabajo ha determinado que este fenotipo temporal presenta variación genética y puede ser blanco de selección natural (Ochoa-López et al. en prep.), por lo que ahora se plantea evaluar, por primera vez, las consecuencias demográficas de la expresión de las mismas. El proyecto será pionero en evaluar el valor adaptativo de las trayectorias ontogenéticas en un contexto demográfico mediante los modelos integrales de proyección, modelos estadísticos utilizados para el estudio demográfico de las poblaciones naturales, incorporando atributos de defensa como variables que modelen el crecimiento y la sobrevivencia de las plantas a lo largo de su desarrollo. Por otro lado, la expresión de las trayectorias ontogenéticas en la defensa de las plantas no se ha explorado en un contexto biogeográfico, y como sucede con la mayoría de los atributos, es de esperarse que el contexto ecológico de distintas poblaciones tenga una influencia importante en la efectividad y valor adaptativo de la expresión de las defensas durante el desarrollo de las plantas. En este contexto, el proyecto es novedoso ya que será el primero en explorar si la expresión de trayectorias ontogenéticas son producto de adaptación local o plasticidad fenotípica, condicionadas por el contexto ecológico en el que evolucionan las poblaciones. Con el desarrollo de este proyecto pretendemos contribuir con el entendimiento de la evolución de la defensa de las plantas, incorporando una visión no sólo multivariada, sino también ontogenética y biogeográfica. El resultado de nuestra investigación quedará plasmado en al menos tres publicaciones en revistas de circulación internacional, y contribuirá con la formación de tres estudiantes de posgrado.