Un estudio a las raíces de las plantas que desafía a la naturaleza
Las raíces. Son la parte de la planta que tiene como función transportar el agua y los minerales que absorbe del suelo y almacenar los nutrientes que son elaborados durante la fotosínteis. Además fijan la planta al suelo. … Luego, el agua circula por el tallo hasta llegar a las hojas.
Los rasgos específicos de las raíces de una planta determinan las condiciones climáticas bajo las cuales prevalece una planta en particular. Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Wyoming arroja luz sobre esta relación y desafía la naturaleza de las compensaciones ecológicas.
aniel Laughlin, profesor asociado en el Departamento de Botánica de la Universidad de Washington y director del Proyecto de Vegetación Global, dirigió el estudio, que incluyó a investigadores del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad en Leipzig, Alemania; Universidad de Leipzig; y la Universidad e Investigación de Wageningen en Wageningen, Países Bajos.
«Descubrimos que los rasgos de las raíces pueden explicar la distribución de especies en todo el planeta, lo que nunca antes se había intentado a tal escala», dice Laughlin. «Descubrimos que las especies con raíces gruesas y densas tenían más probabilidades de ocurrir en climas cálidos, pero las especies con raíces delgadas y de baja densidad tenían más probabilidades de ocurrir en climas fríos . Esto afecta su capacidad para adquirir recursos como nutrientes y entablar relaciones simbióticas». con hongos micorrízicos «.
Laughlin es el autor principal de un artículo titulado «Los rasgos de las raíces explican la distribución de especies de plantas a lo largo de gradientes climáticos, pero desafían la naturaleza de las compensaciones ecológicas», que se publicó hoy (10 de junio) en Nature Ecology & Evolution . La revista solo en línea publica, mensualmente, la mejor investigación de la ecología y la biología evolutiva.
El documento incluye colaboradores de más de 50 instituciones académicas, agencias ambientales, institutos y laboratorios.
Las raíces de las plantas generalmente permanecen ocultas debajo del suelo, pero no debe subestimarse su papel en la distribución de las plantas. Las raíces son esenciales para la absorción de agua y nutrientes, pero se sabe poco sobre la influencia de los rasgos de las raíces en la distribución de las especies.
Para investigar esta relación, un equipo internacional de investigadores analizó la base de datos de rasgos de raíces, GRooT, y la base de datos de vegetación, conocida como sPlot. Cada uno es la base de datos más grande de su tipo. El trabajo fue facilitado por el centro de síntesis del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad, sDiv, que apoya la colaboración de científicos de diferentes países y disciplinas.
Los investigadores analizaron varios rasgos de las raíces de las plantas. Estos incluyeron la longitud y el diámetro de la raíz específicos, así como la densidad del tejido de la raíz y el contenido de nitrógeno de la raíz. Estos rasgos de las raíces se compararon con las condiciones ambientales en las que se encuentran estas plantas. Los investigadores encontraron que, en los bosques, las especies con raíces finas relativamente gruesas y alta densidad de tejido radicular eran más propensas a ocurrir en climas cálidos, mientras que las especies con raíces finas más delicadas y más largas y baja densidad de tejido radicular se encontraban con mayor frecuencia en climas fríos. compensación clásica.
Por el contrario, las especies forestales con raíces de gran diámetro y alta densidad de tejido radicular se asociaron más comúnmente con climas secos, pero las especies con valores de características opuestos no se asociaron con climas húmedos. En cambio, se produjo una diversidad de rasgos de las raíces en climas cálidos o húmedos.
Laughlin dice que los hallazgos son importantes porque las raíces son literalmente fundamentales para la supervivencia de las plantas, pero los científicos han descuidado las raíces durante demasiado tiempo.
«Comprender cómo los rasgos de las raíces se relacionan con los gradientes climáticos , como el agua y la temperatura, determinará cómo responden las especies y cambia su distribución en respuesta al cambio climático», dice.
El estudio desafía las compensaciones ecológicas
La teoría ecológica se basa en compensaciones, donde las diferencias de rasgos entre las especies evolucionaron como adaptaciones a diferentes entornos. Esta visión predominante de las compensaciones en la teoría ecológica puede haber obstaculizado el descubrimiento de beneficios unidireccionales que podrían estar generalizados en la naturaleza. A nivel de especie, en particular, discernir la diferencia entre las compensaciones y los beneficios unidireccionales avanzaría en la comprensión de cómo los rasgos individuales afectan el ensamblaje de la comunidad, según el estudio.
Pero las plantas no pueden cubrir todas las bases. En el caso de las plantas , esto significa que los valores bajos de los rasgos, como la longitud de raíz específica baja en este estudio, se asocian con ventajas en determinadas condiciones climáticas. Por otro lado, los valores altos de las características, como una longitud de raíz específica alta, confieren beneficios en condiciones opuestas.
Sin embargo, ciertos rasgos de la raíz no siguieron esta teoría ecológica general. Más bien, ciertos rasgos de la raíz se asociaron con beneficios unidireccionales. Traducido, esto significa que hay un beneficio para los valores altos de rasgos en ciertas condiciones ambientales, pero ningún beneficio por los valores bajos de rasgos en otras condiciones.
«Nos sorprendió lo comunes que eran estos beneficios unidireccionales en las raíces en comparación con las compensaciones clásicas», dice Laughlin.
Una compensación clásica sería cuando una especie, como el álamo, está muy adaptada al suelo ribereño húmedo, pero simplemente muere en la pradera seca porque no está adaptada a las condiciones secas. En contraste, algunos de los pastos secos de la pradera prosperan en el suelo seco, pero pueden morir en el suelo ribereño húmedo o ser superados por especies más productivas a lo largo del río, dice Laughlin. Esta idea clásica ha invadido el pensamiento ecológico.
«Encontramos algo más matizado, donde un pequeño conjunto de rasgos mejoraba la ocurrencia de especies en climas severos que son secos y fríos, pero un gran conjunto de rasgos y especies podrían tolerar climas benignos que son cálidos y húmedos», explica. «En otras palabras, los rasgos pueden ser beneficiosos en un extremo del gradiente climático y neutrales en el otro».
«Esto desafía nuestra comprensión de cómo los rasgos impulsan la distribución de especies , algo que nos ha desconcertado como comunidad científica», agrega Alexandra Weigelt, ecóloga de plantas de la Universidad de Leipzig y miembro del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad, y última autora principal del papel.
Esto sugiere que los beneficios unidireccionales pueden estar más extendidos de lo que se pensaba, concluye el estudio. Los beneficios unidireccionales se asociaron consistentemente con los climas fríos y secos más extremos que tienen más recursos limitados que los climas cálidos y húmedos. Por el contrario, los climas cálidos y húmedos se asociaron con una mayor diversidad de rasgos de raíces, según el estudio.
Laughlin admite que todavía hay una falta de evidencia empírica a gran escala para desafiar completamente la teoría ecológica de la compensación, al menos en este momento. Pero este estudio amplía los indicios anteriores sobre la influencia de los beneficios unidireccionales.
«Creemos que nuestro trabajo ayuda a comprender las combinaciones de rasgos que son posibles en ciertas zonas climáticas. Este es un conocimiento importante para la restauración de ecosistemas en un mundo cambiante», dice Liesje Mommer, ecologista de plantas de la Universidad e Investigación de Wageningen.
