Diversidad de metabolitos secundarios e interacciones planta-herbívoro en Piper cumanense y P. aduncum en gradiente altitudinal de relictos de bosque de Boyacá y Cundinamarca

Conocer cuáles son las causas de la variación de metabolitos secundarios, es fundamental en investigación básica y aplicada. Una de las principales causas de la variación de metabolitos son las interacciones planta-herbívoro (Fraenkel 1953; Coley y Barone 1996), su estudio ha permitido entender como diferentes factores inciden en la variación fitoquímica (Richards et al. 2015; Dyer et al. 2018) y proporcionan información relevante sobre especialización (Blüthgen et al. 2006); diversidad funcional (Blüthgen et al. 2008; Schmitz et al. 2015) entre otros temas fundamentales en ecología y evolución (Janzen 1974; Dyer et al. 2014). Las interacciones planta-herbívoro configuran la estructura y dinámica de las comunidades (Letourneau y Dyer 2005), contribuyen al funcionamiento de los ecosistemas (Kondoh 2012), y establecen los patrones de amplitud de dieta de herbívoros en relación con la heterogenidad ambiental incluyendo gradientes latitudinales (Gauld et al.1992; Forister et al.2012) o sucesionales (Boege et al. 2019). El estudio de estas interacciones entre plantas y herbívoros evidencia como la heterogeneidad espacial influye en la probabilidad de ocurrencia de la interacción (Araujo y Ronzenfeld 2014). Las amenazas que enfrenta la biodiversidad, como pérdida o reducción de hábitat, especies invasoras o cambio climático, también colocan en riesgo de extinción a las interacciones (Janzen 1974; Thompson 1997; Valiente et al. 2015), conllevando a un ciclo mortal de reducción de diversidad, complejidad y estabilidad de comunidades (Mougi y Kondoh 2012) y ecosistemas (Marjakangas et al. 2019). Para conocer como incide la variación de los metabolitos secundarios en la diversidad de interacciones planta-herbivoro se investigará la comunidad de orugas folívoras asociadas a especies del género Piper. Este género tiene una distribución pantropical, es uno de los más diversos dentro de las angiospermas, con más de 1300 especies en el Neotrópico (Quijano-Abril et al. 2006; Jaramillo et al. 2008), formando asociaciones de varias especies (Gentry 1982). Por otra parte, las pocas especies estudiadas presentan diversidad fitoquímica muy alta (Dyer y Palmer 2004) y son consideradas clave en ecosistemas, por proveer alimento a una gran diversidad de herbívoros (Marquis 1991; Vanin et al. 2008), incluyendo orugas, de las familias Geometridae, Erebidae, Papilionidae y Apatelodidae (Beccaloni et al. 2008; Janzen y Hallwash 2012; Dyer y Gentry 2019). Estudios recientes demuestran que la diversidad química de Piper puede regular directa o indirectamente la diversidad de orugas folívoras asociadas (Richards et al., 2010, 2015; Glassmire et al., 2016; Salazar et al., 2016). Estos hallazgos permiten considerar a priori el sistema conformado por el ensamblaje Piper-orugas como un modelo ideal para conocer relación variación de metabolitos secundarios y la diversidad de interacciones planta-herbívoro. De las diferentes investigaciones que ha adelantado el grupo de investigación en especies del género Piper, se destaca el estudio sobre la especie Piper cumanense, de la cual se han aislado principalmente terpenos y derivados de ácido benzoico, donde estos últimos han presentado promisoria actividad antifúngica in vitro sobre los hongos fitopatógenos como Botrytis cinérea y Fusarium oxysporum. Los extractos de esta especie también han exhibido actividad molusquicida contra caracoles adultos del género Biomphalaria y actividad antimalárica contra Plasmodium falciparum (FcB2) (Cañizares, et al., 2015; Garavito et al., 2006; Parra, et al., 2011; Parra, et al., 2013; Rapado et al., 2014). Piper aduncum es una de las especies del género Piper con distribución a lo largo del territorio colombiano y a la que se le han reportado múltiples aplicaciones en diferentes campos. Es así como esta especie se suele sembrar en cultivos de importancia económica como el café por sus propiedades para repeler insectos (Celis et al., 2008). En la medicina tradicional es una especie que se utiliza bastante para controlar fiebres, infecciones en general y enfermedades de la piel (Jaramillo et al., 2015; Abreu et al., 2012; Céline et al., 2009). Las investigaciones sobre esta especie han determinado que posee potencial a nivel terapéutico y agrícola, entre las que se destacan sus propiedades antifúngicas, insecticidas, acaricidas, antiparasitarias, antibacterianas, antiinflamatorias y antioxidantes, entre otras (Durofil et al., 2021; Ingaroca et al., 2019; Lock y Rojas, 2004). Los estudios químicos realizados sobre esta especie han determinado una gran variedad de metabolitos, entre los que se destacan la presencia de flavonoides, derivados de ácido benzoico prenilados, fenilpropanoides y terpenos (Durofil et al., 2021; Nor y Syukri, 2020; Parmar 1997). Aunque estudios hechos en algunas especies de Piper en diferentes partes del mundo,permiten conocer la incidencia que tienen factores abióticos como latitud (Connahs et al. 2009), estacionalidad (Campos-Moreno et al. 2021; Cosmo et al. 2019) y la variación fitoquímica (Richards et al. 2015; Salazar et al. 2016) y genética (Glassmire et al. 2016) en la comunidad de herbívoros, no hay estudios en Colombia, que permitan conocer y entender la dinámica espacial de la diversidad fitoquimica de las especies y sus interacciones con herbivoros. En este estudio planteamos conocer como varía la diversidad de interacciones planta herbívoro en relación con la variación de los metabolitos secundarios en especies de Piper presentes en relictos de bosques de Cundinamarca y Boyacá. Los resultados brindarán explicaciones de la relación entre la variación ambiental y la diversidad de metabolitos secundarios en Piper, lo cual representa una contribución al conocimiento ecológico y evolutivo de las especies presentes, fundamental para el aprovechamiento de su potencial de uso agroindustrial.