Vanilla sp.

Dentro del grupo de las Orquideas existe un grupo de gran interés comercial e industrial por su valor como especia en la economía global, el género Vanilla, del cual se obtiene la vainillina, un saborizante y aromatizante que se extrae del fruto de algunas de sus especies (Correll, 1953; Betancur et al., 2015; Flanagan & Mosquera-Espinosa, 2016). Este género es originario del Neotrópico, concentra 120 especies con una distribución mundial en la región pantropical (Fouché & Jouve, 1999; Flanagan et al., 2018). Por su parte Colombia alberga alrededor de 25 especies silvestres (Flanagan & Mosquera-Espinosa, 2016).

La descripción botánica de las especies de vainilla es amplia; sin embargo, son pocos los textos enfocados en la relación de la distribución de las especies con las variables ambientales, que son de suma importancia para conocer dónde se encuentran las condiciones más adecuadas, para que una especie prospere, para análisis biogeográficos, ecológicos y sobretodo para llevar a cabo planes de conservación (Flores Jiménez et al., 2017).

Para este análisis se tomaron tres de las variables que condicionan la distribución de las especies de vainilla en el mundo: Temperatura, Precipitación y Altitud.

Tempertatura óptima:

Las especies de Vanilla se encuentran distribuidas en climas tropicales, las temperaturas oscilan generalmente entre los 18.1° C y 35.2° C la cual es óptima para su floración y fructificación, así mismo, al ser plantas que requieren mantener una simbiosis con polinizadores y hongos micorrícicos específicos mantienen este rango de temperaturas sin mucha variabilidad (Hernández-Hernández, 2010; Pinaria et al., 2005). A continuación se ilustra el mapa de distribución óptima según la temperatura para estas especies:}

require(raster)
## Loading required package: raster
## Loading required package: sp
require(rgdal)
## Loading required package: rgdal
## Please note that rgdal will be retired by the end of 2023,
## plan transition to sf/stars/terra functions using GDAL and PROJ
## at your earliest convenience.
## 
## rgdal: version: 1.5-27, (SVN revision 1148)
## Geospatial Data Abstraction Library extensions to R successfully loaded
## Loaded GDAL runtime: GDAL 3.2.1, released 2020/12/29
## Path to GDAL shared files: C:/Users/WINDOWS 10/Documents/R/win-library/4.1/rgdal/gdal
## GDAL binary built with GEOS: TRUE 
## Loaded PROJ runtime: Rel. 7.2.1, January 1st, 2021, [PJ_VERSION: 721]
## Path to PROJ shared files: C:/Users/WINDOWS 10/Documents/R/win-library/4.1/rgdal/proj
## PROJ CDN enabled: FALSE
## Linking to sp version:1.4-5
## To mute warnings of possible GDAL/OSR exportToProj4() degradation,
## use options("rgdal_show_exportToProj4_warnings"="none") before loading sp or rgdal.
## Overwritten PROJ_LIB was C:/Users/WINDOWS 10/Documents/R/win-library/4.1/rgdal/proj
require(sp)

nombres=list.files("~/2021-II/Bioestadistica/datos_temp",full.names = TRUE)
temps=stack(nombres)
names(temps)=month.name

temp_opt=temps>18.1 & temps<35.2

aptitud_temp=sum(temp_opt)
plot(aptitud_temp)

Precipitación óptima:

El rango de precipitaciones varia de acuerdo a la especie, según algunos reportes este va desde los 50 mm hasta los 250 mm. El mapa de distribución según la precipitación sería el siguiente:

nombres=list.files("~/2021-II/Bioestadistica/datos_prec",full.names = TRUE,pattern = ".tif")
precip=stack(nombres)
names(precip)=month.name

opt_precip=precip>70 & precip<250

aptitud_precip=sum(opt_precip)
plot(aptitud_precip)

Se evidencia que se siguen manteniendo los paises tropicales, en este caso se descartan las regiones polares y Australia, zonas que no cuentan con reportes de este género.

Altitud:

Según los registros que se han realizado de las poblaciones tanto de especies comerciales como silvestres estas se encuentran desde los 950 m.s.n.m hasta los 2065 m.s.n.m.

nombres=list.files("~/2021-II/Bioestadistica/datos_elev",full.names = TRUE,pattern = ".tif")
elev=stack(nombres)
opt_elev=elev>950 & elev<2065

aptitud_elev=(opt_elev)
plot(aptitud_elev)

El mapa muestra las zonas donde altitudinalmente las especies de Vanilla podrían prosperar, de debe hacer enfasis en que Madagascar se encuentra por completo dentro de la distribución lo cual se refuerza con el hecho de que es el mayor productor a nivel mundial, mientras que por otro lado, Australia se encuentra por fuera del rango altitudinal lo que concuerda con los reportes inexistentes de la especie en este país. Se debe excluir de este mapa las regiones polares que por sus otros factores no admiten el crecimiento de orquídeas.

Distribución Mundial de las especies de Vanilla:

De acuerdo a literatura, las vainillas requieren de unas condiones ambientales específicas para su crecimiento y desarrollo debido a sus necesidades simbioticas de polinización y requerimientos nutricionales. Teniendo en cuenta esto, se elaboró a partir de todos los datos observados el siguiente mapa de distribución que refleja los principales factores que determinan el hábitat de las vainillas:

aptitudes=stack(aptitud_temp,aptitud_precip, aptitud_elev)
names(aptitudes)=c("temp","precip", "elev")

a=aptitud_temp>8
b=aptitud_precip>4
c=aptitud_elev>8
apt_global_vanilla=a+b+c
plot(apt_global_vanilla)

Así se obtuvo un mapa relativamente cercano a la distribución real que puede alcanzar el género Vanilla en el globo. Se confirma su presencia en toda la línea ecuatorial y en todos los paises tropicales exceptuando Australia, es decir, que la especie es pantropical.

Referencias bibliográficas Agrios, G.N. (2005). Plant Pathology. Fifth Edition. Academic Press. New York. pp 803.

Betancur, J.; Sarmiento, H.; Toro, L. & Valencia, J. (2015). Plan para el estudio y la conservación de las orquídeas en Colombia. Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, Colombia; Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C. Pp.336.

Correll, D. S. (1953). Vanilla: Its Botany, History, Cultivation and Economic Import. Springer on Behalf of New York Botanical Garden Press, 7(4), 291–358.

Flanagan, N. S. & Mosquera-Espinosa, A. T. (2016). An integrated strategy for the conservation and sustainable use of native vanilla species in Colombia. Lankesteriana, 16(2), 201–218. https://doi.org/10.15517/lank.v16i2.26007.

Flores Jiménez, Á., Reyes López, D., Jiménez García, D., Romero Arenas, O., Rivera Tapia, J. A., Huerta Lara, M., & Pérez Silva, A. (2017). Diversidad de Vanilla spp.(Orchidaceae) y sus perfiles bioclimáticos en México. Revista de Biología Tropical, 65(3), 975-987.

Fouché, J. G. & Jouve, L. (1999). Vanilla planifolia: history, botany and culture in Reunion island To cite this version: Vanilla planifolia: history, botany and culture in Reunion Island. EDP Sciences, 19(8), 689–703.

Hernández-Hernández, J. (2005) Comparación de dos sistemas de producción intensiva de vainilla. Resultados finales. In: Avances en la Investigación Agríola, Pecuaria, Forestal y Acuícola en el Trópico Mexicano. Libro Científico No. 2. Veracruz, México pp 81–94.

Pinaria, A. G., Liew, E. C. Y., & Burgess, L. W. (2010). Fusarium species associated with vanilla stem rot in Indonesia. Australasian Plant Pathology, 39(2), 176–183. https://doi.org/10.1071/AP09079