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EL CALENTAMIENTO GLOBAL Y SUS EFECTOS EN PLANTAS SUCULENTAS DESÉRTICAS

Opinión de Joel Flores y José Aragón*

El cambio ambiental global es una respuesta compleja a varios cambios inducidos por el ser humano (incremento de combustibles fósiles, de procesos industriales, de uso de recursos naturales, de energía y de uso del suelo) y la variabilidad climática natural a través del tiempo, resultando en un acelerado incremento de CO2.

El cambio ambiental global implica cambios biofísicos y socioeconómicos, los cuales alteran la estructura, la composición y el funcionamiento de los ecosistemas. Así, el cambio ambiental global se ha convertido en uno de los retos científicos y políticos más importantes en la actualidad.

Particularmente, el aumento de la concentración de CO2 es responsable de más de la mitad del calentamiento global, el cual según las modelaciones, la temperatura promedio global aumentaría 0.2ºC por década, alcanzando 1.8-4.0ºC para el año 2100. Así, el calentamiento global pone en peligro la biodiversidad mundial debido al incremento en la extinción de especies con baja tolerancia al aumento de las temperaturas. Diversos estudios ecológicos han evaluado las potenciales consecuencias del calentamiento climático dentro de varios ecosistemas a nivel mundial. Sin embargo, el impacto del calentamiento global en las plantas desérticas es todavía poco conocido.

La mayoría de las predicciones de cambio global en especies desérticas ha sido realizada para plantas adultas y sugiere que estas plantas aumentarán su distribución por ser muy tolerantes al estrés abiótico. Sin embargo, se han descuidado otras fases de desarrollo de las plantas, tales como semillas, plántulas o plantas jóvenes, las cuales son a menudo más susceptibles a estrés por temperatura, sequía o actividades humanas, que las plantas adultas.

El desierto chihuahuense es el desierto cálido más extenso de Norteamérica; comprende desde el suroeste de los Estados Unidos de Norteamérica hasta el Altiplano central Mexicano. Las proyecciones de cambio global para esta región indican que la temperatura de verano (Junio-Septiembre) incrementará de 1-2ºC para el 2030. No obstante, el mayor incremento de temperatura está proyectado a ocurrir durante los meses de invierno (Enero-Marzo), cuando mensualmente la temperatura promedio podría aumentar hasta más de 6ºC durante el mismo periodo de tiempo. Este panorama crítico ha creado fuerte incertidumbre en los biólogos conservacionistas debido que la sección sur del desierto chihuahuense alberga una elevada riqueza de plantas suculentas, especialmente cactus globosos y la mayoría de éstos se encuentras protegidos por las leyes ambientales mexicanas. Sin embargo, existe poca información acerca de los umbrales de tolerancia térmica para estas especies.

Una de las herramientas más comunes y simples para evaluar las respuestas de las plantas al calentamiento climático son las cámaras de techo abierto (OTCs, por sus siglas en inglés). Uno de los objetivos actuales que tenemos es la evaluación de la tasa de supervivencia y los mecanismos de tolerancia de varias especies suculentas de las familias Cactaceae y Asparagaceae en los estados iniciales de sus ciclos de vida (semillas, plántulas y plantas jóvenes) bajo un potencial escenario de calentamiento global en el sur del desierto chihuahuense, en el estado de San Luis Potosí, México.

En los experimentos realizados, en el escenario inducido de calentamiento global usando OTCs, la temperatura media del aire, así como la humedad relativa, siempre fueron mayor y menor, respectivamente, que en las parcelas control. Estos incrementos de temperatura y disminución de la humedad relativa promueven el aumento de la temperatura superficial media del suelo en las OTCs, comparada con los espacios abiertos. Se tenía la hipótesis que este aumento del estrés físico tendrá un efecto dañino severo en las semillas, plántulas y plantas jóvenes de las especies estudiadas. No obstante, fueron observadas diferentes respuestas en función del estado de desarrollo de la planta y la especie analizada.

Una especie de agave, Agave striata, presentó alta germinación de semillas con y sin calentamiento en primavera (estación seca); sin embargo, sus semillas perdieron viabilidad en verano y subsecuentemente hasta el final del experimento. El izote (Yucca filifera) mostró alta germinación en ambos tratamientos en primavera y verano, pero en esta última estación, se encontró 100 por ciento de germinación dentro de las bolsas enterradas; por consiguiente, no se realizaron pruebas de germinación para esta especie en las siguientes estaciones. El cactus llamado “asiento de la suegra” (Echinocactus platyacanthus) mostró una respuesta positiva entre los incrementos de la temperatura de suelo y la germinación de sus semillas; incluso este aumento de la temperatura de suelo permitió una relativa alta germinación en verano. En otro experimento, después de inducir calentamiento por cuatro meses en la estación de crecimiento, se encontró una menor tasa de supervivencia con calentamiento para tres especies (E. platyacanthus, Ferocactus histrix y Stenocactus coptonogonus), que sin calentamiento. Como también se esperaba, este enfoque de calentamiento global inducido afectó estructuralmente a las plántulas de estos cactus.

Estas especies tuvieron menor peso fresco y seco, y mayor pérdida de agua en plántulas con calentamiento que sin calentamiento; además, las plántulas con calentamiento presentaron un severo daño anatómico. Además, analizando el desempeño fotosintético en individuos de cinco años de E. platyacanthus bajo el escenario simulado de calentamiento global durante un periodo de cuatro meses de sequía-alta temperatura, esta especie mostró menores valores de eficiencia fotosintética con calentamiento; sin embargo, aun así esta especie tuvo 100 por ciento de supervivencia en ambos tratamientos. Esta extraordinaria tolerancia fue atribuida a altos valores de disipación de calor, un mecanismo para evitar el daño por fotoinhibición.

Finalmente, aunque fueron encontradas variaciones en el desempeño fotosintético, E. platyacanthus de nuevo mostró 100 por ciento de supervivencia tanto con calentamiento como sin él. Además, usando un análisis estadístico especial (análisis generalizado de correlación canónica) se encontró una fuerte correlación (0.71) entre el micro-ambiente (representado por los tratamientos: con y sin calentamiento) con la ecofisiología de E. platyacanthus. Este trabajo es pionero para México, así como para los ecosistemas áridos y semiáridos americanos, en examinar el potencial impacto del calentamiento global en el comportamiento y persistencia de especies de cactus mexicanos amenazados, así como de dos especies carismáticas de la familia Asparagaceae, particularmente, en los estados iniciales de sus ciclos de vida a corto y largo plazo. Esta investigación proporciona nuevos conocimientos acerca del comportamiento y posibles cambios poblacionales en especies suculentas, las cuales son social y económicamente clave en los desiertos americanos.

*Joel Flores —Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C.

*José Luis Aragón Gastélum— Facultad de Agronomía y Veterinaria de la UASLP.

(La Crónica de hoy)

Publicado por en julio 17 2017. Archivado bajo Observatorio Ambiental. Puedes seguir las respuestas de esta entrada por el RSS 2.0. Los comentarios y pings están cerrados por el momento.

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