A dated phylogeny of the Neotropical Dipterygeae clade reveals 30 million years of winged papilionate floral conservatism in the otherwise florally labile early-branching papilionoid legumes

Abstract

Los clados iniciales de la subfamilia Papilionoideae en Fabaceae se caracterizan por su notable variabilidad en la arquitectura floral. En contraste, los linajes más avanzados dentro de los papilionoides muestran un conservadurismo evolutivo hacia flores marcadamente bilaterales y papilionadas. En este estudio se presenta un ejemplo inesperado de conservadurismo en una arquitectura floral única durante la fase temprana de diversificación de los papilionoides. Se construyó un árbol filogenético molecular ampliamente muestreado, con un enfoque en el clado Dipterygeae, que se encuentra entre los papilionoides de divergencia temprana. El propósito era evaluar la conservación de la arquitectura papilionada alada y los rasgos asociados relacionados con la especialización floral (como la zigomorfia, la diferenciación de pétalos, la estabilidad en el número de estambres y la vaina de estambre). Dipterygeae comprende alrededor de 22 especies, en su mayoría árboles gigantes que se distribuyen en bosques tropicales de América Central y la Amazonia, aunque también tienen una fuerte presencia ecológica en las sabanas del Planalto Central brasileño. Los análisis filogenéticos de secuencias nucleares ribosómicas ITS/5.8S y de las secuencias de intrones plastídicos matK y trnL respaldaron de manera sólida las relaciones entre los géneros (Dipteryx, Monopteryx, Pterodon y Taralea) y la monofilia de cada uno de ellos. El uso de la datación bayesiana con reloj relajado y un modelo bayesiano de estimación de caracteres ancestrales reveló aproximadamente 30 millones de años de conservación en todos los rasgos florales relacionados con las flores papilionadas aladas en un clado que incluye al ancestro común más reciente de Dipteryx, Pterodon y Taralea, aunque hubo variabilidad en la morfología de los frutos durante la diversificación de todo el clado Dipterygeae. A pesar de que Monopteryx y el resto de Dipterygeae presentan diferencias notables en sus características florales, comparten una sinapomorfía floral que es única entre todas las Fabaceae papilionoides: un cáliz altamente diferenciado en el que los dos lóbulos superiores son grandes y alados, mientras que los otros tres lóbulos inferiores son reducidos. Se sugiere que las diferentes estrategias de dispersión y el conservadurismo floral de las flores papilionadas aladas en Dipterygeae, que han mantenido interacciones ecológicas efectivas con polinizadores especializados y asegurado la protección de los brotes florales jóvenes y los frutos en desarrollo, podrían explicar la exitosa persistencia evolutiva y ecológica de este clado en los principales biomas neotropicales.