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Comparación de rasgos morfo-funcionales y ecofisiológicos en líquenes de ambientes extremos.

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dc.contributor.advisor Palfner, Goetz, supervisor de grado
dc.contributor.advisor Casanova Katny, Angélica, supervisora de grado
dc.contributor.author Marín Cruz, Catalina Victoria
dc.date.accessioned 2022-09-21T08:12:04Z
dc.date.available 2022-09-21T08:12:04Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.uri http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/10091
dc.description Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias con mención en Botánica. es
dc.description.abstract Los líquenes son organismos poquilohídricos presentes en todos los ecosistemas terrestres, destacándose en ambientes extremos para la mayoría de los organismos vegetales, siendo una parte fundamental de la biota de esos ecosistemas. Uno de los principales factores que influyen en la supervivencia de los líquenes es la disponibilidad del agua, es por esto por lo que, las especies que se establecen en ambientes donde este recurso es escaso se encuentran altamente especializadas para utilizar el agua de una manera óptima, como, por ejemplo, con estructuras morfológicas especializadas para su captura y retención o permaneciendo fotosintéticamente inactivos cuando están secos. También es importante mencionar que los líquenes son organismos sensibles a los cambios de las condiciones ambientales en las cuales se desarrollan, siendo potenciales bioindicadores de cambio climático, especialmente en los ambientes dominados por estos organismos. Tanto en el desierto de Atacama como en el continente Antártico, el agua es un recurso escaso, para el primero, las precipitaciones son virtualmente nulas en algunos sectores del desierto y una de las principales fuentes de este recurso es la neblina, donde la concentración de esta permite el desarrollo de distintas comunidades vegetales. Por el contrario, en la Antártica, gran parte del agua no se encuentra biológicamente disponible durante un periodo extenso de tiempo, por esto la actividad metabólica de los organismos se concentra en los periodos estivales donde el agua está disponible como de escorrentía, deshielo de glaciares, neblina o precipitaciones líquidas. En este contexto, cabe preguntarse si ¿Existen rasgos morfológicos comunes que se relacionen con la optimización del recurso hídrico en líquenes del desierto de Atacama y la Antártica?, ¿La respuesta fotosintética ante la pérdida progresiva del agua en el talo es similar en líquenes del Desierto de Atacama y los de Antártica? Dado los escenarios de cambio climático y el aumento de la temperatura global ¿Se ve alterada de igual forma la respuesta fotosintética de líquenes del desierto de Atacama y Antártica ante tratamientos de altas temperaturas? La primera hipótesis de este trabajo postula que, dado que en el desierto de Atacama la disponibilidad de agua es menor que en la Antártica, los líquenes desérticos tendrán una mayor cantidad de estructuras especializadas para la captura del agua que las que poseen los líquenes antárticos, para esto se analizaron 245 especies antárticas y 167 a especies del desierto de atacama, donde además de describir la presencia de los rasgos morfo-funcionales en cada ambiente, se realizaron análisis de similitud y análisis de distribución nula de cada uno de los rasgos. Así se registró una mayor cantidad de estructuras de captura de agua en los líquenes desérticos, además de una presencia de estructuras de reproducción similar a estrategias r en los líquenes antárticos y estructuras de reproducción tipo xviii K en líquenes desérticos. Sin embargo, la mayoría de los rasgos morfofuncionales evaluados en este trabajo tenían una presencia similar en ambos ambientes. La segunda hipótesis relacionada con los aspectos fisiológicos sostiene que los líquenes antárticos serán más sensibles a los tratamientos de desecación y temperatura que los desérticos, esto debido a que los primeros se desarrollan en condiciones de bajas temperaturas, congelamiento y mayor presencia de agua en forma de precipitación comparadas con las que están sometidos los líquenes desérticos, además, los últimos están expuestos de manera natural a temperaturas más altas. Para analizar las respuestas fisiológicas de los líquenes de ambos ambientes se realizaron, en primer lugar, experimentos de cinéticas de desecación y su relación con la fotoquímica primaria de especies desérticas y antárticas, donde en los últimos también se compararon la diferencias de especies sometidas a calentamiento pasivo, analizando el porcentaje relativo de agua en el talo (%RWC) con valores del rendimiento cuántico potencial del fotosistema II (Fv/Fm) y el rendimiento efectivo del fotosistema II (YPSII), calculados a través de la fluorescencia de la clorofila. En segundo lugar, se realizaron tratamientos de shock térmico durante una hora en talos completamente hidratados, sometiéndose a temperaturas de 15,20,25,30 y 35°C, midiendo los parámetros Fv/Fm e YPSII. Las especies utilizadas en el ambiente antártico fueran Cladonia aff. gracilis, Himantormia lugubris y Usnea aurantiaco-atra, mientras que las especies desérticas corresponden a Everniopsis trulla, Heterodermia pinnata, Niebla ceruchis y Roccellinastrum spongoideum. Los análisis estadísticos realizaron principalmente con test pareados de permutaciones, además de realizar comparaciones a través de modelos lineares para los tratamientos de calentamiento pasivo con OTC en la Antártica en aquellos valores de %RWC donde la señal de los parámetros fotoquímicos primarios comenzaba a descender de manera significativa. Los resultados muestran que los líquenes desérticos pueden mantener la actividad fotoquímica primaria a valores más bajo de agua en el talo que los líquenes antárticos, donde de manera general, el Fv/Fm y el YPSII en los líquenes antárticos comienza a disminuir cuando el porcentaje de agua en el talo alcanza valores cercanos al 40%, mientras que en líquenes desérticos la disminución de los mismos parámetros fotoquímicos comienza en el 30%. En cuanto a los experimentos con los tratamientos de shock térmico, la disminución de la fotoquímica primaria es más paulatina en los líquenes desérticos, manteniéndose activos a los 35°C, mientras que, en los líquenes antárticos, la fluorescencia se mantiene hasta los 30°C, inhibiéndose completamente a los 35°C. Sin embargo, cuando se analiza detalladamente la respuesta de cada especie, se pude observar que, para las cinéticas de desecación, las especies presentar patrones de respuesta especie especificas dentro del mismo ambiente. Donde en el ambiente antártico C. aff gracilis comienza a descender la fotoquímica primaria a valores de %RWC más alto que las otras dos especies, y en el ambiente desértico, N. ceruchis comienza a hidratarse con la humedad del ambiente, por lo que no se pudo completar la perdida xix total de la actividad fotoquímica primaria mientras que en especies con R. spongoideum la señal de Fv/Fm e YPSII comienza a disminuir con %RWC cercanos al 22%. En el caso de las respuestas a los experimentos de shock térmico, todas las especies antárticas presentan una mantención de los parámetros fotoquímicos hasta 30°C y una inhibición total a los 35°C, por el contrario, en los líquenes desérticos se observan respuestas distintas, donde en E. trulla y H. pinnata existe una disminución paulatina de Fv/Fm hasta una inhibición a los 35°C; N. ceruchis no presenta inhibición y R. spongoideum presenta una disminución de Fv/Fm a los 30°C. Para las especies antárticas sometidas a tratamientos de calentamiento pasivo; el cual consta de la instalación de cámaras acrílicas abiertas en la parte superior (OTC; open top chamber en inglés) la que se realizó el año 2008 y 2015 en la Isla Rey Jorge, Península Antártica, los resultados indican que, de manera general, los valores de fluorescencia obtenidos en los líquenes sometidos a calentamiento pasivo, mantienen valores más altos de fluorescencia cuando él %RWC es menor a 40% que en los controles naturales. Sin embargo, cuando se analizan las respuestas por especie, se observan patrones distintos, donde Usnea aurantiaco-atra no presenta diferencias entre los especímenes control y aquellos sometidos a calentamiento, donde la fluorescencia pude conservarse estable hasta un %RWC cercano al 38%, la especie Cladonia aff. gracilis solo muestra una tendencia a tomar valores distintos cuando se analiza el YPSII, donde los valores se mantienen hasta un %RWC cercano al 40%, y finalmente la especie endémica Himantormia lugubris es la que se observan mayores diferencias entre OTC y CONTROL, tanto en el Fv/Fm como en el YPSII, siendo los valores obtenidos a bajos %RWC (menor a 40%) mayores en aquellos talos que se sometieron a calentamiento pasivo. En relación con la respuesta ante los tratamientos de shock térmico para estas especies, muestran un patrón similar de diferenciación entre los valores obtenidos por las muestras OTC y las CONTROL, donde la mayoría no presenta diferencias, a excepción de la especie H. lugubris al analizar el Fv/Fm, donde la caída de la fluorescencia en el intervalo de 30-35°C es mayor en las especies control que en las que se sometieron a calentamiento pasivo. Estas respuestas especie-específicas observadas para los experimentos fisiológicos, también se ven observadas cuando se analizan las diferencias en el contenido y huella isotópica de Carbono y de Nitrógeno que se obtuvieron de las muestras sometidas a calentamiento pasivo. Mientras que la especie Usnea aurantiaco-atra no presenta diferencias para ninguno de los parámetros analizados, Cladonia borealis muestra diferencias en el δ 13C, lo que podría representar estrés hídrico en esta especie, Himantormia lugubris evidencia una aumento en el δ 15N, esto podría explicarse a que la OTC provoca un aumento en la temperatura y una desecación de los talos más rápido, por lo que se sugiere que periodo de actividad metabólica se ve acortado, finalmente, para Placopsis antártica, se encuentran xx diferencias en el δ13C, %N y %C, siendo la especie más afectada por el calentamiento pasivo que produce la OTC, lo que se evidencia también en la pérdida de los cefalodios observados en los talos sometidos a calentamiento pasivo. La conclusión principal de este trabajo es que la respuesta de los líquenes de estos ambientes extremos responde a características especie-específicas, incluyendo aspectos tanto morfológicos como fisiológicos, además de las condiciones microambientales a las que habitan. De esta forma, los líquenes desérticos analizados en este trabajo presentan una respuesta ligada a la presencia cíclica de humedad que conlleva habitar en un oasis de neblina, donde en combinación con las altas temperaturas que se presentan en el desierto de atacama, la actividad de los líquenes esta ligada a varios periodos cortos pero diarios de actividad, donde la falta de recursos hídricos es menos frecuente pero más extremos, mientras que los líquenes antárticos presentan una actividad ligada la utilización ocasional de los recursos, donde la disponibilidad de agua a nivel biológico se da principalmente en el periodo de verano, y dada las bajas temperaturas, permiten que los talos pierdan el agua en forma más lenta. Finalmente, es necesario entender cómo preferencias ecológicas, características morfológicas y fisiológicas, afectan el desempeño de las especies para evaluar cómo será el efecto del cambio climático sobre estas especies, especialmente hay que tener en consideración los cambios en el recurso hídrico, dada su importancia sobre los líquenes que se han estudiado en el presente trabajo, además de investigar con otras técnicas la respuesta de los líquenes a este tipo de estrés es esencial para entender cómo se verán afectados en el contexto del cambio climático. es
dc.language.iso es es
dc.publisher Universidad de Concepción, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Departamento de Botánica. es
dc.rights Atribucion-Nocomercial-SinDerivadas 3.0 Chile
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/
dc.subject Líquenes -- Efecto de la Temperatura
dc.subject Plantas -- Efecto de la Luz
dc.subject Fotoquímica
dc.subject Ecosistemas -- Chile
dc.subject Vida de Ecosistemas Terrestres
dc.title Comparación de rasgos morfo-funcionales y ecofisiológicos en líquenes de ambientes extremos. es
dc.type Tesis es


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