Integrative Biodiversity Inventories: Characterizing Lichen-Forming Fungal Diversity in Glen Canyon National Recreation Area Using DNA Barcoding and Vouchered Specimens

Abstract

El río Colorado y sus afluentes en la meseta de Colorado albergan ecosistemas fluviales desérticos únicos y condiciones ambientales cambiantes. Dentro de esta región, el Área Recreativa Nacional de Glen Canyon (GCNRA, por sus siglas en inglés) se compone de un terreno desértico irregular y elevado, el cual es administrado por el Servicio de Parques Nacionales de los Estados Unidos como área recreativa y de conservación. A pesar de la importancia ecológica y económica de GCNRA, varios componentes importantes de las comunidades ecológicas que allí se encuentran permanecen mal caracterizados, incluidos los líquenes. El caracterizar la diversidad precisa de los hongos formadores de líquenes representa un desafío debido a que se trata de grupos taxonómicos poco conocidos, regiones/hábitats escasamente explorados y diversas interpretaciones de las diferencias morfológicas, incluido el reconocimiento de formas modificadas por el medio ambiente. Para comprender mejor la diversidad de líquenes en GCNRA, utilizamos un enfoque taxonómico integrador, incorporando tanto la identificación tradicional basada en la morfología como la información del marcador de código de barras de ADN de hongos estándar (marcador ITS), para compilar un inventario completo de hongos formadores de líquenes en Fifty-Mile Canyon. En 2019 se recolectaron especímenes de liquen, y de estos se secuenció el marcador ITS. Los linajes candidatos a nivel de especie se delimitaron a partir de alineaciones de secuencias múltiples a nivel de familia, utilizando el servidor web Assemble Species by Automatic Partitioning. Posteriormente, se evaluó los especímenes que comprenden especies candidatas basadas en el ADN, utilizando cuando fue posible, caracteres tradicionales de diagnóstico taxonómico para vincularlos con las especies descritas actualmente. En Fifty-Mile Canyon, documentamos 100 especies putativas de 15 familias, cada una representada por especímenes certificados, datos de secuencia de ITS y documentación fotográfica. A modo de comparación, un muestreo de registros históricos de GCNRA reveló un total de 124 especies de hongos formadores de líquenes, documentadas en toda la NRA y las tierras adyacentes. Aproximadamente el 50% de las especies documentadas en Fifty-Mile Canyon no se habían encontrado previamente en GCNRA, y proporciones similares de diversidad de especies se han encontrado en GCNRA, pero no se observaron en nuestro estudio. Registramos tres especies nuevas en Norteamérica: Calogaya ferrugineoides (H. Magn.) Arup, Frödén & Søchting, Endocarpon deserticola T. Zhang, X.L. Wei & J.C. Wei y Xanthocarpia ferrarii (Bagl.) Frödén, Arup & Søchting, verificadas usando datos de secuencia de ITS. Además, describimos formalmente a Circinaria squamulosa sp. nov., actualmente sólo conocido en losas de arenisca en Fifty-Mile Canyon. Sin embargo, la identidad taxonómica de muchas de las especies candidatas de Fifty-Mile Canyon permaneció ambigua a nivel de especie, y algunas colecciones probablemente representan linajes a nivel de especie no descritos. Nuestros resultados revelaron una gran e inesperada diversidad a nivel de especie de hongos formadores de líquenes a escala local y la diversidad general de líquenes en todo el GCNRA probablemente esté muy subestimada. Estos datos, incluidos los códigos de barras de ADN de la gran mayoría de los hongos formadores de líquenes que se encuentran en este cañón, proporcionan un recurso importante que puede integrarse en investigaciones posteriores acerca de la biodiversidad de líquenes en el suroeste de los Estados Unidos y otros climas semiáridos.