Las plantas y el cambio climático

Desde hace unos cuantos años hemos oído hablar del cambio climático. Hoy en día ya es una evidencia y también una preocupación. No solo nos afecta a nosotros, a los humanos, sino también a toda la vida. Se ha hablado bastante del calentamiento global, pero quizá no se haya hecho tanta transmisión de lo que sucede con la vegetación. Son muchas cosas las que se ven afectadas por el cambio climático y la vegetación también es una de ellas. Además, los cambios producidos en esta también nos afectan a nosotros. Pero, ¿cuáles son estos cambios?, ¿cómo los puede regular la vegetación? Y, ¿cómo podemos ayudar a mitigarlos a través de esta?

CAMBIOS EN LA VEGETACIÓN

Distribución de los biomas

En general, debido al cambio climático se espera un incremento de las precipitaciones en algunas partes del planeta, mientras que en otras se espera un descenso. También se denota un incremento global de la temperatura. Esto conlleva a un desplazamiento en la localización de los biomas, las grandes unidades de vegetación (por ejemplo: selvas, bosques tropicales, tundras, etc.).

Triangulo de los biomas según altitud, latitud y humedad (Imagen de Peter Halasaz).

Por otro lado, existe una tendencia al aumento de la distribución de especies en los rangos septentrionales (altas latitudes) y un detrimento en regiones meridionales (baja latitud). Esto conlleva graves problemas asociados; el cambio en la distribución de las especies afecta a su conservación y a su diversidad genética. En consecuencia, las poblaciones situadas en los márgenes meridionales, que han estado consideradas muy importantes para la conservación a largo plazo de la diversidad genética y por su potencial evolutivo, se ven en peligro por esta perdida. Y, en cambio, los rangos septentrionales se verían afectados por la llegada de otras especies competidoras que podrían desplazar a las ya presentes, siendo pues invasoras.

Distribución de las especies

Dentro del escenario del cambio climático, las especies tienen una cierta capacidad para reajustar su distribución y para adaptarse a este.

Pero, ¿qué tipo de especies podrían estar respondiendo más rápidamente a este cambio? Se deduce que aquellas con un ciclo de vida más rápido y una capacidad de dispersión mayor serán las que muestren mayor adaptación y respondan mejor. Esto podría conllevar a una pérdida de las plantas con ritmos más lentos.

La cardota (Galactites tomentosa) una planta de ciclo rápido y con gran dispersión (Imagen de Ghislain118).

Un factor que facilita el reajuste en la distribución es la presencia de corredores naturales: estos son partes del territorio geográfico que permiten la conectividad y desplazamiento de especies de un lado a otro. Son importantes para evitar que estas queden aisladas y puedan desplazarse hacia nuevas regiones.

Otro factor es el gradiente altitudinal, el cual proporciona muchos refugios para las especies, facilita la presencia de corredores y permite la redistribución de las especies en altitud. Por lo tanto, en aquellos territorios dónde haya mayor rango altitudinal se verá favorecida la conservación.

En resumen, la capacidad de las especies para hacer frente al cambio climático depende de las características propias de la especie y de las del territorio. Y, por el contrario, la vulnerabilidad de las especies al cambio climático se produce cuando la velocidad que estas presentan para poder desplazar su distribución o adaptarse es menor a la velocidad del cambio climático.

A nivel interno

El cambio climático también afecta a la planta como organismo, ya que le produce cambios en su metabolismo y en su fenología (ritmos periódicos o estacionales de la planta).

Uno de los efectos que empujan a este cambio climático es el incremento de la concentración de dióxido de carbono (CO₂) en la atmosfera. Esto podría producir un fenómeno de fertilización de la vegetación. Con el aumento de CO₂ en la atmosfera se incrementa también la captación de este por las plantas, aumentando así la fotosíntesis y permitiendo una mayor asimilación. Esto, pero, no son todo ventajas, porque para ello se produce una pérdida de agua importante, debido a que los estomas (estructuras que permiten el intercambio de gases y la transpiración) permanecen largo tiempo abiertos para incorporar este CO₂. Por lo tanto, hay efectos contrapuestos y la fertilización dependerá de la planta en sí, como también del clima de ese lugar. Muchos estudios han demostrado que diversas plantas reaccionan diferente a este incremento del CO₂, ya que el compuesto afecta a varios procesos fisiológicos y por lo tanto las respuestas no son únicas. Por lo tanto, nos encontramos con un factor que altera el metabolismo de las plantas y que no se puede predecir cómo serán sus efectos sobre ellas. Además, este efecto fertilizante está limitado por la cantidad de nutrientes presentes y sin ellos la producción se frena.

Proceso de fotosíntesis (Imagen de At09kg).

Por otro lado, no debemos olvidar que el cambio climático también altera el régimen estacional (las estaciones del año) y que esto afecta al ritmo de la vegetación, a su fenología. Esto puede tener repercusiones incluso a escala global; por ejemplo, podría producir un desajuste en la producción de plantas cultivadas para la alimentación.

PLANTAS COMO REGULADORAS DEL CLIMA

Aunque no se puede hablar de las plantas como reguladoras del clima global, está claro que hay una relación entre el clima y la vegetación. Sin embargo, esta relación es un tanto complicada porque la vegetación tiene tanto efectos de enfriamiento como de calentamiento del clima.

La vegetación disminuye el albedo; los colores oscuros absorben más la radiación solar y por lo tanto se refleja menos luz solar hacía el exterior. Además, al ser organismos de superficie rugosa se aumenta la absorción. En consecuencia, cuanta más vegetación, la temperatura local (calor transferido) aumenta más.

Pero, por otro lado, al aumentar la vegetación hay más evapotranspiración (conjunto de la evaporación de agua de una superficie y la transpiración a través de la plantas). De manera que el calor se gasta en pasar el agua líquida a gaseosa, lo que conlleva a un enfriamiento. Además, la evapotranspiración también ayuda aumentar las precipitaciones locales.

Efectos biofísicos de diferentes usos del suelo y su acción sobre el clima local. (Imagen de Jackson et al. 2008. Environmental Research Letters.3: article 0440066).

Por lo tanto es un efecto ambiguo y en determinados ambientes pesa más el efecto de enfriamiento, mientras que en otros tiene más relevancia el de calentamiento.

MITIGACIÓN

Hoy en día hay varias propuestas para reducir el cambio climático, pero ¿cómo pueden ayudar las plantas?

Las comunidades vegetales pueden actuar como sumideros, reservas de carbono, ya que a través de la asimilación de CO₂ ayudan a compensar las emisiones. Un manejo adecuado de los ecosistemas agrarios y los bosques puede ayudar a la captación y almacenamiento del carbono. Por otro lado, si se lograra reducir la deforestación y aumentar la protección de hábitats naturales y bosques, se reducirían las emisiones y se estimularía este efecto sumidero. Aun así, existe el riesgo de que estos sumideros puedan convertirse en fuentes de emisión; por ejemplo, debido a incendios.

Finalmente, presentar los biocombustibles: estos, a diferencia de los combustibles fósiles (como el petróleo), son recursos renovables, ya que se trata de cultivos de plantas destinados al uso como combustibles. Aunque no logran retirar CO₂ de la atmosfera ni reducen emisiones de carbono, evitan el incremento de este en la atmosfera. Por este motivo no llegaría a ser una medida del todo mitigadora, pero mantienen el balance de emisión y captación neutro. El problema es que pueden generar efectos colaterales a nivel social y ambiental, como el incremento de precios de otros cultivos o la deforestación para instaurar estos cultivos, cosa que no debería suceder.

Cultivo de caña de azucar (Saccharum officinarum) en Brasil para producir biocombustible (Imagen de Mariordo).

REFERENCIAS

• Apuntes de Ciencias de la Biosfera, Análisis de la Vegetación y Fisiología Vegetal, Grado de Biología Ambiental, UAB.
• Hample & R. J. Petit. 2005. Conserving biodiversity under climate change: the rear edge matters. Ecology letters 8 (5): 461-467.
• Botanic Gardens Conservation International. 2015. How does climate change affect plants?. https://www.bgci.org/climate/climate_change_effects/
• Earth Observatory. 2015. How plants can change our climate. http://earthobservatory.nasa.gov/Features/LAI/LAI2.php

 

Si las ninfas fueran plantas serían nenúfares

Esta semana os voy a presentar a los nenúfares, unas flores muy bonitas y conocidas por su importancia en la ornamentación.

INTRODUCCIÓN

La familia de las ninfeáceas (Nymphaeaceae) es una familia con pocas especies y la mayoría de ellas son plantas acuáticas de agua dulce en lugares calmados y vulgarmente se conocen como nenúfares. Debido a que son plantas acuáticas, el nombre de la familia deriva de la palabra nympha del latín, ya que tienen cierta similitud con las ninfas, seres mitológicos con predilección por las aguas.

Ninfas acuáticas, se puede apreciar nenúfares a su alrededor (Pintado por Henrietta Rae, 1909).

Las ninfeáceas tienen su origen en regiones cálidas, pero actualmente son subcosmopolitas y se encuentran en muchas zonas del mundo, habitando estanques, lagos y cursos de agua dulce.

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS

Los nenúfares son plantas acuáticas perennes, viven varios años, y rizomatosas, es decir, tienen un tallo engrosado debajo del suelo en el fondo del agua. En varias especies, vemos que algunas hojas son sumergidas y las otras flotantes en la superficie del agua, siendo a veces incluso membranosas (tienen los bordes levantados perpendicularmente hacia arriba para evitar la entrada de demasiada agua). Cuando presentan esta diferencia en el tipo de hojas hablamos de hojas heteromorfas, de diferente forma.

Hojas membranosas de nenúfar (Victoria amazonica) (Foto de Dirk van der Made).

Las flores son emergidas, crecen fuera del agua, y están constituidas por un nombre variable de sépalos, pétalos y estambres que nacen de manera helicoidal. Por lo tanto, son flores acíclicas, son asimétricas o irregulares porque no tienen ningún plano de simetría. Estas flores son solitarias, no nacen agrupadas, y a demás son hermafroditas, es decir, presentan órganos sexuales tanto masculinos (los estambres) como femenino (ovario) en la misma flor.

Nenúfar venus (Nymphaea tetragona)(Foto de Miguel303xm).

Estas piezas del perianto (pétalos y sépalos) y los estambres son libres entre ellos, es decir, no están unidos o fusionados entre ellos, y normalmente se muestran en número elevado. Los estambres, a diferencia de muchos de otras flores, son laminares, similares a los pétalos. Por lo tanto, no son filamentosos, sino que tienen más grosor y son anchos.

DIVERSIDAD

Actualmente los géneros de nenúfares que tienen más relevancia son  Nuphar, Nymphaea y Victoria, pero también hay algunos más. A continuación presentaré algunas especies y casos bien interesantes.

El loto tigre o nenúfar blanco egipcio (Nymphaea lotus) es originario de la valle del Nilo y de la África oriental. Es muy apreciado como ornamental y antiguamente los egipcios creían que la flor otorgaba fuerza y poder.

Nenúfar blanco egipcio(Nymphaea lotus) (Foto de Meneerke bloem).

El nenúfar amarillo (Nuphar lutea)  es típico de Europa, el norte de África y Oriente Medio y, como el anterior, también es muy ornamental. A demás, ha sido utilizado durante mucho tiempo en medicina tradicional. Sus raíces se aplicaban en la piel y se comía sus semillas y raíces para tratar diferentes enfermedades.

Nenúfar amarillo (Nuphar lutea) (Foto de Oksana Golovko).

Finalmente presentar al género Victoria, que es muy curioso por su tipo de polinización. Este tiene dos especies americanas, V. cruziana en Argentina y V. amazonica en el Amazonas y Brasil. Las plantas de este género son muy grandes, las hojas flotantes llegan a los 2 metros de diámetro y hacen flores vistosas de hasta 30 centímetros que se abren durante la tarde-noche. Cuando estas flores se abren desprenden fuertes olores y un pequeño calor, que junto con los colores blancos y amarillentos que tiene, resultan muy atractivas para los escarabajos o coleópteros (Coleoptera) que se alimentan de las extensiones de almidón que tienen las flores (cuerpos de almidón). Al amanecer siguiente las flores se cierran y capturan los escarabajos, haciendo que se impregnen de polen. Por la tarde de nuevo se vuelven a abrir y dejan escapar a los coleópteros. Entonces, como las flores ya han estado polinizadas varían a un color rosado y pierden el olor, dejando así que los escarabajos se sientan más atraídos por las flores blancas que aún han de ser polinizadas. Finalmente la flor rosada se sumerge.

A la izquierda, V. cruziana (Foto de Greenlamplady); A la derecha, V. amazonica (Foto de frank wouters).

IMPORTANCIA

Actualmente muchas especies son usadas como ornamentales, decorativas. A demás, las ninfeáceas también pueden ser utilizadas para extraer alimentos; las semillas y rizomas de los géneros Nymphaea y Victòria son comestibles. Por otro lado, una cosa bien curiosa es que los nervios de las hojas de algunas especies se han usado para extraer un líquido que sirve para curar mordiscos de víbora.

Espero que os haya cautivado la manera en que se comportan los nenúfares y todas las histórias y usos que llevan asociados, aunque ya solo por su belleza son cautivadores. Si te ha gustado no olvides compartir en las diferentes redes sociales. Gracias por tu interés.

REFERENCIAS

• Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
• Apuntes de Botánica, Fanerógamas, Ciencias de la Biosfera y Análisis de la Vegetación, Grado de Biología Ambiental, UAB.
• http://www.biologia.edu.ar/diversidadv/fascIII/11.%20Nymphaeaceae.pdf
• http://www.thecompositaehut.com/www_tch/webcurso_spv/familias_pv/nymphaeaceae.html
• http://web.ing.puc.cl/~ing1004/Homeworks/SeresVivos_E3/g63_Sof%C3%ADaGjuranovic_VictoriaAmaz%C3%B3nica.pdf

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Orquídeas: colores y formas diferentes para todos los gustos

La familia de las orquídeas consta de un elevado número de especies, alrededor de 20.000 Aunque están distribuidas por casi todo el mundo, la mayoría de especies se encuentran en lugares tropicales y son epifitas, es decir, viven encima de otras plantas. Actualmente uno de los factores que ha aumentado su diversidad ha sido el interés comercial. Con la finalidad de encontrar nuevas características y colores, muchos horticultores y aficionados han generado nuevas variedades cruzando orquídeas de especies diferentes, es decir, han creado híbridos artificiales. Aun así, este proceso también transcurre en la naturaleza de manera habitual.

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS 

La flor de las orquídeas tiene una estructura única. La parte más representativa es la columna o ginostemo, que es el resultado de la fusión de la parte reproductora femenina y la masculina. El perianto, conjunto del cáliz (cobertura de la flor que esta formada por los sépalos) y la corola (conjunto de pétalos), consta de piezas libres entre ellas y tiene una simetría zigomorfa (un único plano de simetría). Encontramos un pétalo muy diferenciado a los otros dos, el labelo, ya que adopta una forma diferente atrayente y puede presentar máculas (manchas que resultan atractivas a los polinizadores). El labelo, a demás, está adaptado a captar la atención de los polinizadores y puede constar de una prolongación llamada espolón y contiene néctar. Las flores, también, pueden estar acompañadas de una bráctea, órgano foliáceo.

Partes de una flor de orquídea (Foto de Gisela Acosta).

El crecimiento de la flor resulta muy particular en algunas orquídeas. Algunas flores nacen al revés y cuando van madurando el ovario se tuerce 180⁰ para que la flor quede en posición adecuada, siendo el propio ovario quien actúa como pedúnculo, uniendo la flor con el tallo. A éste tipo de desarrollo floral se le denomina resupinado. Las flores pueden ser solitarias o agruparse en inflorescencias.

Desarrollo resupinado de las flores(Orchis mascula) (Foto de Jonathan Billinger).

Las orquídeas son entomófilas,es decir, son polinizadas por insectos. Dependiendo de la especie será polinizada por un tipo de insecto u otro. Aun así, esta relación o forma de polinización (la posición en que se ponen las abejas, abejorros y otros himenópteros para copular) no se puede usar para describir como se ha dado la evolución de las orquídeas; a veces se había utilizado este mecanismo de polinización para clasificar las especies, pero según análisis moleculares se ha visto que no es válido.

Una característica particular de las especies tropicales es el velamen radicum: una capa pluriestratificada que cubre las raíces y que funciona como una esponja. En momentos de desecación hace una cubierta protectora y evita que se pierda el agua. Y en períodos de lluvia se infla y acumula agua para las raíces. Además, como estas orquídeas son epifitas, están adaptadas a ambientes secos.

Orquídea epifita sobre un tronco (Pleione limprichtii) (Foto de Adarsh Thakuri)

Las orquídeas viven en mutualismo con hongos, es decir, establecen una relación en la cual los dos organismos obtienen beneficio cuando conviven juntos. Las semillas de las orquídeas requieren de la ayuda del hongo para la germinación. Hay diversos tipos de hongos que estimulan su germinación, pero predomina sobretodo Rhizoctonia (Basidiomycota). El hongo degrada la cubierta de la semilla y la libera de la dormición. A continuación la semilla comienza a germinar y emite unos filamentos, los órganos subterráneos, y se establecen unas micorrizas orquidoides. La semilla en dormición puede durar 20-30 años sin germinar, pero sin el hongo no podrá germinar.

DIVERSIDAD

Dentro de la gran diversidad de orquídeas, algunas flores de diferentes especies crean formas tan originales que llegan a parecer animales, como es el caso de la flor del simio u orquídea mono (Orchis simia), o insectos, como el género Phalaenopsis; sus flores tienen un supuesto parecido a una mariposa y por ello este género se conoce como orquídeas mariposa.

A la izquierda, flor del simio o orquídea mono (Orchis simia) (Foto de Ian Capper); A la derecha, orquídea similar a una mariposa(Phalaenopsis schilleriana) (Foto de Amos Oliver Doyle).

Las orquídeas abejeras (Ophrys), por ejemplo, constan de un labelo modificado que resulta muy atractivo para los himenópteros, ya que recuerda la forma y colores de las hembras. A demás, desprenden olores similares a las feromonas que desprenden dichas hembras, haciendo así más efectiva su polinización.

Orquídea abeja (Ophrys apifera) (Foto de Hans Hillewaert).

Por otro lado, también encontramos casos muy curiosos como la orquídea de Darwin (Anagraecum sesquipedale). Ésta se caracteriza por su largo espolón de entre 25 y 35 cm de largada. Darwin adivinó que era necesaria la existencia de un tipo de mariposa que aprovechara el néctar situado en el espolón y que a su vez polinizara la flor. La Xanthopan morgani es capaz de ellos y es la única, dando lugar a un caso de coevolución.

A la izquierda, flor de Darwin (Anagraecum sesquipedale) (Foto de Michael Wolf); A la derecha, Xanthopan morgani (Foto de Esculapio).

A demás, encontramos especies con un elevado valor ornamental, siendo la mayoría de origen asiático o americano. Por ejemplo, el género Cattleya tiene un alto valor floral, ya que da lugar a un conjunto de orquídeas denominadas “Cattleyas unifoliadas” que es muy apreciado por los aficionados y cultivadores. Un buen representante es la flor de Mayo (Cattleya mossiae), que además es la flor nacional de Venezuela.

Flor de Mayo (Cattleya mossiae) (Foto de KENPEI).

Cuando se habla de valor floral no se puede pasar por alto a la orquídea Rothschild’s Slipper (Paphiopedilum rothschildianum). Es la orquídea más cara del mundo y está entra las primeras flores más caras. Es una planta que solo vive en el Mt. Kinabalu, en la isla de Borneo, y se considera una de las orquídeas más raras en la natura dentro del grupo de las orquídeas “zapatos de dama asiáticos” (Asian Slipper orchids).

Rothschild's Slipper Orchid (Paphiopedilum rothschildianum) (Foto de Orchi).

Por otro lado, las orquídeas también tienen importancia dentro del mundo de la alimentación, siendo seguramente Vanilla planifolia la más destacada. Es una planta originaria de México y de sus frutos se obtiene la vainilla.

Vainilla (Vanilla planifolia) (Foto de Michael Doss).

REFERENCIAS

• Bolòs, J. Vigo, R. M. Masalles & J. M. Ninot. 2005. Flora manual dels Països catalans. 3ed. Pòrtic Natura, Barcelona: pp. 1310.
• Apuntes de la asignatura de Fanerógamas, Grado de Biología Ambiental, UAB.
• http://orquideastropicales.com/images/Web%20Preview%20OrqTrop%20Optimizado%20codificado.pdf
• http://tailandia.galeon.com/images/orquid1.gif
• http://www.biodiversidad.gob.mx/Biodiversitas/Articulos/biodiv49art3.pdf
• http://www.lt-wasserthal.de/page8/page18/page18.html
• http://www.theorchidcolumn.com/2013/02/all-hail-paphiopedilum-rothschildianum.html

Como se ha visto, las orquídeas tienen importancia en diferentes niveles y es por ello que es necesario seguir conociendo su diversidad y biología. Si te gustó este articulo no olvides compartirlo. Muchas gracias por tu interés.

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