Physiological strategies in orophytes from Sierra de Guadarrama in response to harsh environments

Resumen

La predicción de cambio en los parámetros aunado a una mayor perturbación antrópica, resaltan la fragilidad de la supervivencia de la gran diversidad de especies de los ecosistemas de la alta montaña Mediterránea. La exigüidad de los estudios enfocados en las respuestas fisiológicas y la capacidad adaptativa de la vegetación de las cumbres Mediterráneas es muy alta; comparado con los crecientes estudios de esta índole en sistemas alpinos. El objetivo de esta Memoria doctoral es el estudio de algunos mecanismos fisiológicos en especies orófitas de las comunidades de la alta montaña Mediterránea de la Sierra de Guadarrama en respuesta al estrés estival, incidente a lo largo de su corta temporada de actividad vegetal; incluyendo especies endémicas y de limitada distribución. Para ello, se realizó la cuantificación estacional de los osmolitos prolina y carbohidratos no estructurales, establecidos como indicadores de respuesta al estrés por sequía y temperaturas extremas en plantas. El aumento en la acumulación de prolina en los orófitos estudiados durante la temporada de crecimiento, demostró ser crucial en su respuesta ante el estrés de la sequía estival. La predilección por la acumulación de prolina en respuesta a dicho estrés, propone a este osmolito como el más significativo en la respuesta a la sequía estival en estos orófitos. Asimismo, el aumento de inulina y fructosa durante una temporada de crecimiento atípicamente cálida y seca, permite sugerir a ambos osmolitos como estrategias adjuntas de respuesta a la sequía estival severa en los orófitos estudiados. El aumento en la intensidad del estrés estival a lo largo de la temporada de crecimiento instigó la activación de mecanismos de fotoprotección en herbáceas de la alta montaña Mediterránea, i.e. activación del ciclo de las xantofilas y luteína. La acumulación significativa de compuestos de-epoxidados en individuos de altitudes contrastantes, permite calificar de imprescindible la activación de mecanismos fotoprotectores en estas herbáceas de la alta montaña Mediterránea. A la par, el siempre elevado contenido de luteína encontrado en estas especies sugiere la intervención del ciclo de la luteína como una fuente de fotoprotección continua, independiente de la variación diurna en factores climáticos. Por otro lado, la evaluación atributos ligados a la actividad fotosintética y termorregulación en pliegos de herbario de Senecio carpetanus de los últimos 71 años reveló ajustes en la morfología foliar y estomática en respuesta a la transición hacia condiciones más áridas, registrada en la Sierra de Guadarrama. Esto sugiere una alta capacidad adaptativa en S. carpetanus al agravamiento climático sobrevenido en estas cumbres, a través de la selección de atributos que favorecen el funcionamiento óptimo y la adaptación de esta especie a condiciones climáticas más severas. En general, podemos concluir que existe una resiliencia de las comunidades de la alta montaña los efectos del actual agravamiento en las condiciones medioambientales, consecuencia del cambio climático. No obstante, la respuesta significativa ante recurrentes episodios climáticos extremos observada en especies dominantes y tolerantes a sequía infiere cierta fragilidad en las especies constituyentes de estas comunidades delimitada por la severidad, frecuencia y duración de dichos eventos extremos durante la temporada de crecimiento. En consecuencia, es necesario continuar los esfuerzos para refinar el límite y alcance de los mecanismos que confieren dicha protección a estos orófitos bajo condiciones de estrés severo. Lo anterior en vista del pronosticado aumento de las temperaturas, aunado al agravamiento y extensión de la temporada de sequía en la cuenca Mediterránea.