Exotic Plant Species in the Mediterranean Biome: A Reflection of Cultural and Historical Relationships

The Mediterranean basin was the world’s cradle of agriculture and the first human civilisation. In the Neolithic age, the agrarian culture expanded throughout the Mediterranean basin from the East to the West. Later, an expansion of agrarian culture and trade occurred, associated with the European colonialism, giving rise to a great plant exchange among Mediterranean‐type regions. Despite being a biodiversity hotspot, the Mediterranean biome has been subjected to several anthropic impacts, such as alteration of land‐use and cross‐introductions of exotic species. The millenary anthropic modification of the landscape occurred in the Mediterranean basin gave rise to the formation of seminatural systems in which plants co‐evolved with anthropogenic activities over a long time. Thus, species that originated in the Mediterranean basin might have developed a key role in other agro‐silvo‐pastoral systems along the whole Mediterranean biome. Research is biased towards highlighting the negative impact of exotic species on the ecosystems. To defy the traditional belief, outstanding recent literature focused on the positive effects of exotics on native communities was reviewed. Exotic species seem to have a key role in Mediterranean‐type seminatural systems, as evidences of tolerance and facilitation processes were found. Exotic species that have co‐evolved with human practices over millennia seem to enhance biodiversity in the Mediterranean biome

Naturalización transcontinental de especies herbáceas en pastizales mediterráneos españoles y chilenos

La naturalización de plantas exóticas se considera comúnmente una amenaza para la biodiversidad nativa. Sin embargo, algunos aspectos de este proceso no están claros: qué determina el éxito en la colonización, cómo ocurre el ensamblaje de comunidades con las especies nativas o qué mecanismos favorecen su dispersión. En los pastizales chilenos coexisten especies nativas y exóticas asociadas con la cultura agraria introducida durante el colonialismo español. El éxito de su naturalización está determinado por las características del área de origen y por factores ambientales condicionantes de la llegada, supervivencia, establecimiento, ensamblaje en comunidades, reproducción y expansión en el área de destino. El objetivo de este estudio es dilucidar los mecanismos subyacentes del proceso de naturalización transcontinental en Chile central. Se consideran diferentes escalas espaciales (biogeográfica, comunidad y población) y diferentes fases del proceso de colonización (establecimiento, naturalización e invasión). Se han considerado pastizales mediterráneos españoles (dehesas) y chilenos (espinales). Los datos proceden de una exhaustiva revisión bibliográfica, muestreos de campo que consideran diferentes gradientes, y diseños experimentales de siembra de Leontodon taraxacoides, Hypochaeris glabra y Trifolium glomeratum bajo condiciones uniformes en área de origen y destino. Las exóticas de Chile son anuales (Poaceae, Asteraceae, y Fabaceae) procedentes de la cuenca mediterránea. Su proporción es mayor a escalas espaciales menores (espinal). La especie más abundante es L. taraxacoides. Espinales y dehesas son equivalentes en términos florísticos, aunque la riqueza es mayor en España. El clima es el principal predictor del establecimiento de las especies, seleccionando en origen aquellas especies preadaptadas a las condiciones de destino. Las comunidades relacionadas con hábitats antrópicos en el origen actúan como principales donantes, aunque su importancia se supedita al clima de destino. A escala regional los factores abióticos tienen más importancia que los bióticos actuando como filtro de especies. En España las especies colonizadoras (naturalizadas en Chile) no presentan relaciones marcadas con el ambiente, mientras que en Chile las exóticas dependen del clima, especialmente de la disponibilidad hídrica. Existen diferencias inter e intra-regionales en la co-ocurrencia de especies en la organización espacial de las comunidades. Las exóticas han desensamblado la comunidad chilena original, estando más segregadas espacialmente que las nativas, y más estructuradas en Chile que en España. Las especies nativas y exóticas se complementan en la ontogenia de la comunidad en el tiempo, presentando estrategias diferentes en la ocupación del espacio. Las exóticas (anuales tolerantes al pastoreo) se establecen al principio, mientras que las nativas (defensivas frente al pastoreo) aumentan con el tiempo, lo que permite la coexistencia de ambas. Los mecanismos adaptativos (diferenciación ecotípica y plasticidad fenotípica) empleados por las poblaciones para adaptarse a las nuevas condiciones ambientales difieren según la especie considerada. L. taraxacoides presenta plasticidad fenotípica, mientras que T. glomeratum retrasa su fenología cuando procede de áreas más húmedas (diferenciación ecotípica). Para las tres especies, las poblaciones exóticas tienen mayores tasas de supervivencia que las nativas. Finalmente, la capacidad de dispersión se evaluó en L. taraxacoides. Esta especie combina diferenciación ecotípica y plasticidad fenotípica para aumentar su producción de semillas y la proporción de aquenos de dispersión anemócora en las poblaciones exóticas, incrementando su carácter invasor. Los resultados sugieren que se están dando procesos de facilitación entre ambos tipos de especies

La conservación de biodiversidad en España: atención científica, construcción social e interés político

El presente trabajo explora los factores que subyacen a la priorización de especies en las políticas de conservación de la biodiversidad en relación con las diferentes dimensiones implicadas: investigación, opinión pública, listas rojas y legislación vinculante de especies amenazadas. Los resultados muestran que existe una fuerte correlación entre las especies prioritarias de conservación, aquellas que son objeto de interés científico, así como las preferidas socialmente. De hecho, parece existir un bucle de realimentación positiva que actúa como una trampa de conservación en la priorización de especies, en la que muy pocas especies se convierten en objeto de protección, relegando a otras que tienen un importante papel funcional en distintos tipos de ecosistemas, con singularidad taxonómica, o elevada posibilidad de éxito en su conservación. Finalmente, se identifica cuáles son los grupos taxonómicos aventajados en el actual sistema de toma de decisiones relativo a la conservación, y cuáles parecen ser invisibles

Network-based analysis reveals differences in plant assembly between the native and the invaded ranges

Associated with the introduction of alien species in a new area, interactions with other native species within the recipient community occur, reshaping the original community and resulting in a unique assemblage. Yet, the differences in community assemblage between native and invaded ranges remain unclear. Mediterranean grasslands provide an excellent scenario to study community assembly following transcontinental naturalisation of plant species. Here, we compared the community resemblance of plant communities in Mediterranean grasslands from both the native (Spain) and invaded (Chile) ranges. We used a novel approach, based on network analysis applied to co-occurrence analysis in plant communities, allowing us to study the co-existence of native and alien species in central Chile. This useful methodology is presented as a step forward in invasion ecology studies and conservation strategies. We found that community structure differed between the native and the invaded range, with alien species displaying a higher number of connections and, therefore, acting as keystones to sustain the structure within the invaded community. Alien species acting like keystones within the Chilean grassland communities might exacerbate the threat posed by biological invasions for the native biodiversity assets. Controlling the spread of the alien species identified here as keystones should help managing potential invasion in surrounding areas. Network analyses is a free, easy-to-implement and straightforward visual tool that can be widely used to reveal shifts in native communities and elucidate the role of multiple invaders into communitie

Ecotypic differentiation and phenotypic plasticity combine to enhance the invasiveness of the most widespread daisy in Chile, Leontodon saxatilis

Dispersal and reproductive traits of successful plant invaders are expected to undergo strong selection during biological invasions. Numerous Asteraceae are invasive and display dimorphic fruits within a single flower head, resulting in differential dispersal pathways - wind-dispersed fruits vs. nondispersing fruits. We explored ecotypic differentiation and phenotypic plasticity of seed output and fruit dimorphisms in exotic Chilean and native Spanish populations of Leontodon saxatilis subsp. rothii. We collected flower heads from populations in Spain and Chile along a rainfall gradient. Seeds from all populations were planted in reciprocal transplant trials in Spain and Chile to explore their performance in the native and invasive range. We scored plant biomass, reproductive investment and fruit dimorphism. We observed strong plasticity, where plants grown in the invasive range had much greater biomass, flower head size and seed output, with a higher proportion of wind-dispersed fruits, than those grown in the native range. We also observed a significant ecotype effect, where the exotic populations displayed higher proportions of wind-dispersed fruits than native populations. Together, these patterns reflect a combination of phenotypic plasticity and ecotypic differentiation, indicating that Leontodon saxatilis has probably increased propagule pressure and dispersal distances in its invasive range to enhance its invasiveness

The invasiveness of Hypochaeris glabra (Asteraceae): Responses in morphological and reproductive traits for exotic populations

Scientists have been interested in many topics driven by biological invasions, such as shifts in the area of distribution of plant species and rapid evolution. Invasiveness of exotic plant species depends on variations on morphological and reproductive traits potentially associated with reproductive fitness and dispersal ability, which are expected to undergo changes during the invasion process. Numerous Asteraceae are invasive and display dimorphic fruits, resulting in a bet-hedging dispersal strategy ±wind-dispersed fruits versus animal-dispersed fruits±. We explored phenotypic differentiation in seed morphology and reproductive traits of exotic (Chilean) and native (Spanish) populations of Hypochaeris glabra. We collected flower heads from five Spanish and five Chilean populations along rainfall gradients in both countries. We planted seeds from the ten populations in a common garden trial within the exotic range to explore their performance depending on the country of origin (native or exotic) and the environmental conditions at population origin (precipitation and nutrient availability). We scored plant biomass, reproductive traits and fruit dimorphism patterns. We observed a combination of bet-hedging strategy together with phenotypic differentiation.Native populations relied more on bet-hedging while exotic populations always displayed greater proportion of wind-dispersed fruits than native ones. This pattern may reflect a strategy that might entail a more efficient long distance dispersal of H. glabra seeds in the exotic range, which in turn can enhance the invasiveness of this species

Flora of the mediterranean basin in the chilean espinales: evidence of colonisation

In Chile’s Mediterranean region, over 18% of plant species are alien. This is particularly noteworthy in some agrosilvopastoral systems such as the espinales, which are functionally very similar to the Spanish dehesas and are of great ecological and socioeconomic interest. In the present paper we analyse Chile’s non-native flora, considering three scales of analysis: national, regional (the central region, presenting a Mediterranean climate) and at community level (the espinales within the central region). We compare this flora with that recorded in areas of the Iberian Peninsula with similar lithological and geomorphological characteristics, and land use. We discuss possible mechanisms that might have been operating in the floristic colonisation from the Mediterranean Basin to Chile’s Mediterranean region