El estudio encontró que las plantas en zonas áridas adoptan muchas estrategias de adaptación diferentes y, sorprendentemente, esta diversidad aumenta con el nivel de aridez.
La tierra alberga una variedad de plantas con muchísimas formas y funciones. Esta extraordinaria diversidad morfológica, fisiológica y bioquímica determina cómo las plantas se adaptan y responden a los cambios globales en curso, con importantes implicaciones para el funcionamiento de los ecosistemas. Sin embargo, el 90% del conocimiento actual sobre la diversidad funcional de las plantas se refiere únicamente a ecosistemas agrícolas y zonas templadas.
En cambio, las tierras secas, que representan el 45% de la superficie terrestre del planeta, siguen estando subrepresentadas en los datos. Estas importantes zonas están ahora directamente amenazadas debido al aumento de la aridez y la desertificación. Las tierras secas se definen como zonas tropicales y templadas con un índice de aridez inferior a 0,65. Albergan a un tercio de la población mundial e incluyen ecosistemas subhúmedos, semiáridos, áridos e hiperáridos como paisajes mediterráneos, estepas, sabanas y desiertos.
Es necesario comprender cómo responden las plantas a tales presiones antes de que podamos determinar la posible evolución futura de estos frágiles ecosistemas en términos de su biodiversidad y funcionamiento. Para ello, un equipo internacional de 120 científicos de 27 países llevó a cabo el primer estudio del mundo sobre la diversidad funcional de las plantas en zonas secas.
Tres investigadores del Instituto Nacional de Investigación sobre Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de Francia (INRAE), el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS) y la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah de Arabia Saudita coordinaron un estudio internacional a gran escala en el que participaron 120 científicos de 27 países para comprender cómo las plantas que se encuentran en zonas secas se han adaptado a estos hábitats extremos.
A lo largo de ocho años, los equipos recogieron muestras de varios cientos de zonas secas seleccionadas en seis continentes, lo que les permitió analizar más de 1.300 conjuntos de observaciones de más de 300 especies de plantas, por primera vez a esta escala.
Los resultados, publicados en Nature, muestran que las plantas de las zonas áridas adoptan muchas estrategias de adaptación diferentes y que, sorprendentemente, esta diversidad aumenta con el nivel de aridez.
El aislamiento de estas plantas en zonas más secas parece haber reducido la competencia entre especies, permitiéndoles expresar una diversidad de formas y funciones que es globalmente única, exhibiendo el doble de la diversidad encontrada en zonas más templadas.
Esta investigación arroja nueva luz sobre nuestra comprensión de la estructura de las plantas, su adaptación a hábitats extremos, la colonización histórica de las plantas en ambientes terrestres y la capacidad de las plantas para responder a los cambios globales actuales.
Al desarrollar un protocolo de muestreo estandarizado, los científicos recolectaron y procesaron muestras de 301 especies de plantas encontradas en 326 sitios representativos de todos los continentes (excepto la Antártida) para caracterizar la diversidad funcional de las áreas, creando un total de 1347 conjuntos completos de observaciones de rasgos para su análisis. .
Se ha prestado especial atención a la caracterización elemental de las plantas, es decir, la diversidad de elementos químicos y oligoelementos (como nitrógeno, fósforo, calcio, magnesio y zinc) que se encuentran en las plantas, ya que estos rasgos a menudo pasados por alto tienen una fuerte influencia en la forma en que se desarrollan. última función. En total, el estudio incluyó más de 130.000 mediciones de rasgos individuales de plantas.
Una hipótesis clave al comienzo del estudio fue que la aridez reduciría la diversidad de plantas a través de la selección, dejando solo aquellas especies que podían tolerar estrés hídrico y calor extremo.
Sin embargo, los científicos han descubierto que ocurre la situación opuesta en las praderas más secas del planeta, donde las plantas muestran una amplia gama de estrategias de adaptación individuales.
Por ejemplo, algunas plantas han desarrollado altos niveles de calcio fortaleciendo sus paredes celulares como defensa contra la desecación. Otros contienen altas concentraciones de sal, lo que reduce la transpiración.
Aunque se observan menos especies a escala local que en otras regiones del planeta (zonas templadas o tropicales), las plantas de las zonas áridas exhiben una extraordinaria diversidad de formas, tamaños y funciones, el doble que en zonas de clima más templado.
Este aumento en la diversidad de rasgos se produce abruptamente en el punto en que los volúmenes de lluvia caen por debajo del umbral anual de 400 mm. Este es también el umbral para una disminución pronunciada de la cubierta vegetal y de grandes superficies de suelo desnudo.
Para explicar este fenómeno, los autores del estudio sugieren que la pérdida de cubierta vegetal conduce al “síndrome de la soledad de las plantas”, donde un mayor aislamiento y una menor competencia por los recursos conducen a un alto grado de singularidad de rasgos y diversidad funcional que es excepcional a escala global. Esta diversidad adaptativa también puede reflejar una compleja historia evolutiva que se remonta a la colonización inicial de hábitats terrestres por plantas hace más de 500 millones de años, cuando estos hábitats presentaban condiciones extremas para los organismos vivos.
Este estudio revela la importancia de las tierras áridas como reservorio global de diversidad funcional de plantas. Proporciona nuevas perspectivas sobre la arquitectura vegetal, la adaptación de las plantas a hábitats extremos, la colonización histórica de las plantas en entornos terrestres y la capacidad de las plantas para responder a los cambios globales actuales.
Fuente: INRAE
