En este proyecto se plantea analizar de manera conjunta los patrones de diversificación y las presiones selectivas ambientales que pudieron estar asociadas a la evolución del Género Sphenarium. Un primer estudio contempla un análisis filogenético y filogeográfico del Género. En él, se analizará el impacto de los eventos geológicos del Neogéno y climáticos del Cuaternario en la diversificación del grupo, empleando marcadores moleculares. Evidencia preliminar obtenida gracias al apoyo de un proyecto CONACYT sugiere que el Género pudo diversificarse previamente y durante el Cuaternario. Se espera que las relaciones filogenéticas, los tiempos de divergencia interespecífica y el patrón de estructura filogeográfica de las especies refleje la secuencia cronológica de estos eventos. Paralelamente, en un segundo estudio se analizarán las implicaciones del clima en la diferenciación interespecífica e interpoblacional en los atributos morfológicos y de historia de vida de Sphenarium. En primera instancia, se analizará la relación entre las condiciones climáticas del área de distribución y las características morfológicas y de historia de vida de las especies de Sphenarium. Para esto se considerará el contexto filogenético del grupo mediante el empleo del método comparativo. Posteriormente, también se estudiarán las relaciones entre clima, morfología y atributos de historia de vida en poblaciones de S. mexicanum colectadas en un gradiente altitudinal. Esta especie muestra la distribución latitudinal y altitudinal más amplia en el Género. Si la diversificación de Sphenarium ha estado asociada a presiones ambientales, se esperaría que atributos relacionados a su ciclo de vida estén estrechamente relacionados con las características climáticas de las áreas en las que se distribuyen.

Los insectos representan una fuerte presión selectiva como herbívoros, proveen servicios ecosistémicos como la polinización y son uno de los grupos de animales más diversos. Su diversidad se incrementa aún más en las regiones tropicales del planeta. Sin embargo, los estudios sobre su biología son comparativamente escasos en los trópicos. Esta situación se extiende para los estudios filogenéticos y filogeográficos, los cuales han contribuido a comprender los factores y procesos asociados a la diversificación de otros taxa. En este proyecto se plantea analizar la filogenia del Género Sphenarium, la filogeografía de una parte de sus especies, así como la evolución de sus atributos de historia de vida como respuesta a las condiciones climáticas en las que viven. Estos chapulines se encuentran distribuidos en el neotrópico mexicano en un amplio gradiente altitudinal, por lo que es pertinente señalar que los estudios sobre diferenciación poblacional en atributos de historia de vida considerando gradientes climáticos altitudinales son escasos (Berner et al 2004, Berner and Blanckenhorn 2006, Caglar et al 2013) y sólo se conoce de uno realizado en el trópico (Caglar et al 2013). Se ha encontrado una reducción en los ciclos de vida de las especies conforme se incrementa la altitud en su área de distribución (Berner et al 2004, Caglar et al 201). El análisis de la diferenciación altitudinal de las poblaciones puede ser crítica debido a sus implicaciones macroevolutivas. Los cambios climáticos altitudinales pueden ocurrir a una pequeña escala espacial y pueden favorecer la diversificación de los ciclos de vida y eventos de especiación. Esto podría explicar las altas tasas de diversificación en zonas tropicales (Cadena et al 2012). Este proyecto se analizarán las tendencias evolutivas del Género y la potencial adaptación local de poblaciones de S. mexicanum en un gradiente altitudinal abarcando patrones micro y macroevolutivos. En conjunto las publicaciones generadas por este proyecto contribuirán al fortalecimiento de un marco teórico en áreas poco estudiadas y nos permitirán comprender la importancia relativa de los cambios orográficos y climáticos en los patrones de distribución y diversificación de este grupo de chapulines neotropicales. Estos resultados también serán de utilidad para comprender los procesos asociados a la diversificación de la entomofauna mexicana. Asimismo, estos resultados aportados por el proyecto permitirán continuar con una línea de investigación que ha explorado la evolución fenotípica de Sphenarium, la divergencia entre los sexos y la evolución de sus atributos de historia de vida. Por otro lado, también es pertinente señalar que, dado que las especies del género son plagas de cultivos de maíz (Zea mays) y alfalfa (Medicago sativa), el comprender los factores que han moldeado su distribución nos permitirá determinar sus áreas de distribución potencial bajo un escenario de cambio climático. Esto permitiría evaluar el riesgo de invasiones a zonas de cultivo que actualmente no son impactadas por estos organismos y proponer estrategias para evitar su proliferación. Como parte de este proyecto se espera que se forme un estudiante de doctorado inscrito en el Doctorado en Ciencias Biomédicas de la UNAM, dos estudiantes que se espera que ingresen al Posgrado en Ciencias Biológicas de la UNAM y se espera que dos estudiantes de licenciatura se gradúen dentro de este proyecto.