Variación altitudinal en la asignación de carbono no estructural en la especie herbácea phacelia secunda en andes de Chile Central

Abstract

No está claro si el aumento observado con frecuencia en los carbohidratos no estructurales (NSC) en plantas expuestas a bajas temperaturas o sequía refleja una mayor sensibilidad del crecimiento que la fotosíntesis en tales condiciones (es decir, limitación del sumidero), o una priorización de la asignación de carbono (C) al almacenamiento. Priorizar el almacenamiento de C a NSC puede favorecer la supervivencia de las plantas en entornos donde la ganancia y la demanda de C a menudo no están sincronizadas. Las plantas alpinas están expuestas a esta asincronía debido a un breve período de ganancia favorable de carbono y un largo período de inactividad invernal seguido de una regeneración al comienzo de la temporada de crecimiento. En gradientes de elevación en regiones con un clima de tipo mediterráneo, como ocurre en los Andes en Chile central, además de la temperatura, la baja disponibilidad hídrica que ocurre a menores elevaciones, también limita la ganancia de C. Así, dada la influencia de la sequía en la fenología del crecimiento y el intercambio de gases en plantas de menor elevación se plantean las siguientes hipótesis: (1) la dinámica estacional de los NSC en los Andes de Chile central cambia con la altitud (2) El almacenamiento de C en plantas de los Andes de Chile central es una prioridad de asignación a expensas del crecimiento, promovida por sequía en bajas altitudes y por frio en altas altitudes y, (3) La asignación de C a almacenamiento en plantas de los Andes de Chile Central de baja elevación es ventajosa para sobrevivir en condiciones de sequía. Para probar las hipótesis utilizó como especie modelo a P. secunda creciendo en tres elevaciones diferentes de los Andes de Chile central (1600, 2800 y 3600 m s.n.m.). Se determinó la dinámica estacional de NSC y de crecimiento en plantas de Phacelia secunda de dos elevaciones (hipótesis 1). Las concentraciones máximas de NSC se observaron en otoño a los 3600 m y a mediados de verano a 1600 m, indicando que no sólo la temperatura controla la dinámica estacional de las reservas de C en plantas alpinas de biomas con influencia mediterránea. Para dilucidar si el almacenamiento de NSC es prioritario respecto al crecimiento (hipótesis 2), se realizó un experimento de sombreamiento intenso durante un mes y se evaluó la dinámica de recuperación (re-iluminación) del crecimiento y de los NSCs en plantas de las tres altitudes. Se encontró que la re-iluminación provocó un mayor aumento en la concentración de NSC que en la biomasa. Dicho aumento fue de 1,5 y 1,9 veces en las plantas de baja y de alta elevación, respectivamente, sugiriendo diferencias ecotípicas en la asignación de C. Para determinar si los NSCs confieren supervivencia a sequía en plantas de P. secunda (hipótesis 3), los individuos de cada elevación fueron expuestos a un experimento factorial con dos temperaturas de crecimiento y tres niveles de riego, y posteriormente evaluados en términos de sobrevivencia y de NSC. Los resultados mostraron que plantas de menor elevación presentaron mayor supervivencia y concentración de NSC frente a sequía, que las plantas de 3600 m, sugiriendo un rol adaptativo de los NSC en plantas de baja elevación. Esta tesis muestra que la asignación de C en Phacelia secunda refleja diferencias ecotípicas entre procedencias de elevación determinadas por las condiciones ambientales a las cuales están naturalmente sometidas.