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Plantas que regulan la temperatura de las hojas para aumentar la absorción de carbono

Plantas que regulan la temperatura de las hojas para aumentar la absorción de carbono
Los rasgos térmicos de una hoja, críticos para la fotosíntesis, pueden estar bajo una fuerte selección evolutiva que ocurre en respuesta a las temperaturas ambientales. Aquí, una imagen térmica de la hoja detalla la variación de temperatura, que afecta en gran medida las funciones de la planta, ya que la temperatura está estrechamente relacionada con la cinética metabólica: las vías de la planta y la velocidad de las reacciones que apoyan el crecimiento y otras funciones esenciales para la supervivencia. Crédito: Benjamin Blonder

Un nuevo estudio ha descubierto que las plantas regulan la temperatura de sus hojas con cierta independencia de la temperatura del aire circundante, un rasgo que aumenta la absorción de carbono a través de la fotosíntesis. 


por el Laboratorio Nacional de Los Alamos


La investigación ofrece promesas para refinar los modelos del sistema terrestre que ayudan a predecir los impactos y las reacciones del cambio climático.

«Esta investigación combina la teoría de los flujos de energía de las hojas con datos de temperatura distribuidos globalmente para diversos taxones de plantas para mostrar que las hojas generalmente no coinciden con la temperatura del aire , sino que se termoregulan», dijo Sean Michaletz, ecólogo de plantas del Laboratorio Nacional de Los Alamos, que dirigió la estudiar. Los Alamos estudia y modela el cambio climático y los impactos relacionados como parte de su misión de mantener la seguridad energética de la nación. «El resultado final es que las hojas son generalmente más cálidas que el aire en temperaturas frías y más frías que el aire en temperaturas cálidas».

En el artículo publicado recientemente en Nature Plants , Michaletz y el equipo desarrollaron una teoría novedosa que combinaba los presupuestos de energía, que explican los flujos de energía térmica entrantes y salientes en una hoja, con la teoría de la economía del carbono , que postula que la forma y función de las hojas son, en última instancia, restringido por la eficiencia de la estructura de la hoja en el procesamiento del carbono. Al sintetizar estas teorías, el equipo mostró cómo la termorregulación de las hojas ayuda a maximizar la fotosíntesis de las hojas y, por lo tanto, la ganancia total de carbono durante la vida de una hoja.

La teoría del equipo es clave para desarrollar una ecología vegetal más cuantitativa que examine los orígenes de la termorregulación de las hojas, o el proceso por el cual la temperatura de las hojas varía de la temperatura del aire ambiente. Su investigación muestra que las funciones de las plantas están desacopladas de la temperatura ambiente, un hallazgo que respaldará modelos climáticos mejorados.

La mayoría de las plantas realizan la fotosíntesis, convirtiendo la energía luminosa y el dióxido de carbono de la atmósfera en azúcares que se convierten en hojas, tallos y raíces. La termorregulación de las hojas es fundamental para la economía del carbono de las plantas porque las temperaturas de las hojas determinan la velocidad de la fotosíntesis y la respiración. Debido a que generalmente se asume que las plantas toman la temperatura del medio ambiente, muchos modelos actuales del sistema terrestre para predecir la retroalimentación de la atmósfera de la planta asumen que la fisiología de la planta opera a la temperatura del aire ambiente. Sin embargo, los datos del estudio del equipo muestran que la temperatura de las hojas puede diferir dramáticamente de la temperatura del aire. Este desacoplamiento debilita el vínculo entre el clima y las funciones de las plantas, lo que limita los impactos climáticos sobre el crecimiento de las plantas y los presupuestos de carbono de un ecosistema.

Michaletz, McDowell y sus colegas del laboratorio realizan esta investigación para ayudar a identificar los vínculos entre el clima, los rasgos de las plantas y las tasas de fisiología de las plantas. Estos resultados de investigación recientes pueden ayudar a mejorar los modelos del sistema terrestre y predecir los impactos y retroalimentación del cambio climático .

Michaletz, becario postdoctoral del director de Los Alamos, y su mentor Nate McDowell publicaron su artículo Nature Plants en colaboración con autores de la Universidad de Arizona, Universidad de Oklahoma, Universidad de Tsinghua, Laboratorio Lawrence Berkeley, Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, Universidad de Pensilvania, The Instituto Santa Fe, The iPlant Collaborative, Aspen Center for Environmental Studies.


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