La diversificación floral se ha considerado tradicionalmente como el resultado de procesos de selección natural para promover el exocruzamiento y la especialización en sistemas de polinización. Sin embargo, estudios recientes sugieren que estas dos rutas evolutivas no son siempre las más frecuentes; las transiciones pueden ocurrir también de la generalización a la especialización o entre distintas formas de especialización. La evolución de la generalización ha sido documentada en linajes de plantas insulares, aparentemente en respuesta a faunas poco abundantes de polinizadores. Por otra parte, la evolución de la autogamia a partir del exocruzamiento es una de las transiciones más frecuentes en la historia evolutiva de las angiospermas. Se ha propuesto que la selección natural favorece a la polinización autónoma como mecanismo para asegurar la reproducción cuando el servicio de polinizadores es bajo o ineficiente. Nuestra investigación propone estudiar la radiación adaptativa de la evolución floral del grupo monofilético Ipomoea subgen. quamoclit (Convolvulaceae) que representa en México. En un enfoque que integre la variación en características florales, la ecología de polinización y los sistemas reproductivos, proponemos evaluar la hipótesis de que la generalización y la autofertilidad representan dos rutas evolutivas alternas para garantizar la reproducción en ambientes donde el servicio de polinización es baja o variable. Esta investigación es pionera porque pretende evaluar tradicionales y nuevos paradigmas en el campo de la biología floral, nunca considerados simultáneamente en estudios de diversificación de linajes continentales de angiospermas. Esta propuesta plantea realizar investigación de punta en el campo de la evolución de plantas mediante el análisis conjunto de tres aspectos fundamentales en el estudio de la diversificación floral: el estudio de la capacidad de cambio de los sistemas de polinización y sistemas reproductivos a través del tiempo, la evaluación de las hipótesis de que los sistemas especializados no son callejones sin salida evolutivos, y el estudio de la capacidad de las plantas de reducir los niveles de depresión por endogamia y facilitar la evolución de mecanismos de reproducción autónoma en ambientes impredecibles

A pesar de la importancia que tienen los polinizadores como agentes de selección natural, la evolución conjunta de características florales, sistemas reproductivos y sistemas de polinización ha sido poco estudiada en un contexto filogenético. Estudios previos con Schiedeas de Hawaii (Sakai et al. 2006), Gesneriáceas de las Antillas (Martén-Rodríguez y Fenster 2008, 2010, Martén-Rodríguez et al. 2009, Martén-Rodríguez et al. 2010), e Ipomoeas en México (Rosas-Guerrero et al. 2011) han demostrado que los sistemas de polinización no evolucionan de manera independiente de los sistemas reproductivos. Por ello, consideramos fundamental estudiar en conjunto estos dos componentes de la evolución floral. Proponemos establecer una línea de investigación de punta que integre el estudio de las interacciones planta-polinizador, la biología floral, y la evolución de los sistemas reproductivos dentro de un marco filogenético. Este enfoque integral es fundamental para avanzar el conocimiento de las condiciones que han promovido la diversificación de las Angiospermas. Este estudio será el primero en evaluar dentro de un contexto filogenético, los aspectos que influencian la evolución de fenotipos florales y mecanismos de aseguramiento reproductivo en un grupo taxonómico que se diversificó en regiones continentales, donde las condiciones ambientales pueden ser significativamente diferentes de las que experimentan las plantas en ambientes insulares (que incluyen los casos previamente estudiados). La originalidad de esta investigación radica también en integrar un componente experimental que permita evaluar hipótesis propuestas para explicar por medio de análisis comparativos los patrones de transición entre niveles de especialización floral, la evolución de mecanismos de polinización autónoma, y la endogamia. Nuestro estudio tiene además importantes implicaciones para el campo de la conservación de plantas, porque pretende entender los procesos evolutivos que han generado los cambios en sistemas de polinización ante la variación temporal en el servicio de polinización, o cuando los polinizadores están ausentes. En ausencia de polinizadores se espera que aumente la endogamia y se reduzca la diversidad genética de las poblaciones, con posibles consecuencias negativas sobre las poblaciones de plantas remanentes que podría llegar a extinguirse. Nuestro estudio propone evaluar la interacción entre el servicio de polinizadores y la depresión por endogamia en el género Ipomoea. La depresión por endogamia es reconocida como una de las fuerzas selectivas más importantes en la evolución de los sistemas reproductivos de las plantas (Darwin 1876, Lloyd 1979, Charlesworth y Charlesworth 1990). Sin embargo, son pocos los estudios que han evaluado la los efectos de la polinización, el sistema de apareamiento y la depresión por endogamia en condiciones naturales. Debido a la rápida destrucción antropogénica de los ecosistemas naturales, es importante comprender la capacidad de respuesta de los organismos frente a alteraciones ambientales que afecten los mutualismos y otras interacciones biológicas. Este estudio va a generar información útil sobre las estrategias utilizadas por las plantas a través de su historia evolutiva para enfrentar cambios en el ambiente de interacciones biológicas. El grupo de plantas de estudio seleccionado es de importancia ecológica y económica. El género Ipomoea, con más de 160 especies registradas en México (McDonald 1991), presenta un gran número de especies autocompatibles, lo cual ofrece la oportunidad de explorar las causas de las transiciones hacia la autofertilidad. Este género tiene además, una gran importancia económica, con especies utilizadas como ornamentales, medicinales, y comestibles.Un ejemplo de es el camote, Ipomoea batatas, que tiene una gran importancia en la cultura y gastronomía de nuestro país. Sin embargo, se conoce relativamente poco de la biología, ecología e historia natural de las especies emparentadas con el camote. En algunos países desarrollados como Estados Unidos y Japón, existe un mercado hortícola asociado a la diversidad floral de ciertas especies Mexicanas de Ipomoea y por consiguiente existe un gran potencial de mercado en nuestro país de la mayoría de especies de este grupo que aún no se ha explorado. Además, varias especies del género están siendo estudiadas como especies modelo a nivel molecular para entender la interacción entre los mecanismos moleculares y fisiológicos que controlan los sistemas de incompatibilidad (Kowyama et al. 2008) y la evolución del color de las flores (Rausher 2008). De manera tal que nuestro estudio servirá para complementar el conocimiento de la ecología, evolución y conservación de este importante grupo de plantas.