Las plantas disponen de un sistema de coordinación eficaz entre sus diferentes órganos

Dos científicos de la Universidad de Córdoba toman datos en Sierra Morena. Foto: Rafael Villar

Las plantas, al igual que muchos organismos, presentan distintos órganos especializados en diversas funciones. Las hojas están especializadas en captar la luz, las raíces en absorber el agua y los nutrientes del suelo, y el tallo en transportarlos a las hojas. Dada la diversificación de funciones, podría ser esperable que las características de los distintos órganos sean muy diferentes. Actualmente, en ecología vegetal existe un intenso debate sobre si estas características o atributos (llamadas rasgos funcionales) de las hojas, tallos y raíces funcionan de forma coordinada o no. La aclaración sobre este dilema aportaría luz a cómo funcionan las plantas y así poder predecir mejor los efectos potenciales de los cambios ambientales, como aquéllos derivados del cambio climático, sobre la composición de las comunidades vegetales.

El Área de Ecología de la Universidad de Córdoba y el IRNAS-CSIC han colaborado en un estudio a escala local (en Sierra Morena), donde se ha analizado la coordinación funcional de rasgos localizados en hojas, tallos y raíces en 38 especies de plantas leñosas pertenecientes a nueve comunidades vegetales seleccionadas a lo largo de un gradiente de humedad del suelo. “Por medio de este trabajo, se confirma que esta coordinación general entre órganos existe”, explica Rafael Villar, del Área de Ecología de la UCO.

El estudio, que pertenece a la tesis doctoral de Enrique G. de la Riva y ha sido publicado en la revista Journal of Vegetation Science, muestra una gran coordinación entre los rasgos funcionales de los diferentes órganos. Por ejemplo, las especies que presentaron una alta densidad en el tallo, también la mostraron a nivel de hoja y raíz. Estos resultados apoyan la existencia de un ‘espectro de economía’ a nivel de la planta entera en especies leñosas mediterráneas.

Las hojas siguen un patrón muy definido que los especialistas han denominado ‘espectro de economía’. Por un lado, hay hojas finas, con un bajo peso específico, que presentan una alta concentración de nitrógeno en la hoja. Estas características se vinculan con una alta tasa de fotosíntesis. En el extremo opuesto hay plantas con las características opuestas, con un alto peso específico y con baja concentración de nitrógeno. Si se trazara una línea, se observaría que no hay plantas con hojas que se salgan de ese patrón general. El trabajo permite apoyar la existencia de este espectro, publicado por primera vez en Nature y en el que participó el profesor Villar.

Misma coordinación en comunidad

Por otro lado, esa misma coordinación entre órganos se ha comprobado a nivel de comunidad, encontrándose valores de coordinación aún más altos. Además, encontramos que la distribución de las distintas comunidades a lo largo de un gradiente de humedad en el suelo siguió un patrón muy definido. Así, las zonas con menor disponibilidad de agua están dominadas por comunidades en las que las especies presentan un uso más conservativo de los recursos, mientras que en zonas más húmedas dominan las especies con una estrategia más adquisitiva, con un uso más derrochador de los recursos. Sin embargo, esta coordinación entre órganos se vuelve débil o desaparece cuando restringimos el análisis a grupos de especies que coexisten bajo un determinado ambiente, sugiriendo que la diversificación de estrategias dentro de una comunidad (a menor escala espacial) no está relacionada con el espectro de economía.

Aún está por determinar qué efectos tiene el cambio global en plantas con diferentes grados de coordinación. “Sería de esperar que aquellas especies con una coordinación más débil entre órganos sufrieran más los efectos de un incremento de temperatura y disminución de la precipitación debido al cambio climático”, explica Villar. “Esto podría ocurrir con especies que tuvieran hojas con un gran gasto de agua, pero con un tallo con una baja conducción de savia”.

El estudio está hecho con plantas leñosas para el conocimiento científico en torno a este tipo de plantas. La mayoría de estudios científicos tienen por objeto las plantas herbáceas, cuyo ciclo vital es más corto y simple. Por otro lado, el papel ecológico que tienen las plantas leñosas que forman los bosques y matorrales es mucho más importante que las herbáceas en términos de biomasa o como sumideros de carbono.

De la Riva, E. G., Tosto, A., Pérez-Ramos, I. M., Navarro-Fernández, C. M., Olmo, M., Anten, N.P.R., Marañón, T., & Villar, R. (2015). ‘A plant economics spectrum in Mediterranean forests along environmental gradients: is there coordination among leaf, stem and root traits?’ Journal of Vegetation Science. DOI: 10.1111/jvs.12341