Estrés oxidativo, capacidad antioxidante y contenidos de antioxidantes no enzimáticos en dos Hymenophyllaceae Link. (Pteridophyta) sometidas a un ciclo de desecación y rehidratación bajo intensidades lumínicas distintas.

Abstract

El déficit hídrico ambiental es una de las situaciones de estrés más comunes y perjudiciales para la gran mayoría de las plantas. Esto debido al efecto directo que tiene sobre su integridad celular y funcional. Además, gran parte del tiempo actúa en compañía de la luz solar, la cual funciona como un factor adicional de estrés. De los distintos procesos fisiológicos alterados, la disminución en las tasas de asimilación de CO2 es uno de los que puede comprometer más directamente su sobrevivencia. Esto a raíz de que puede inducir el traspaso de electrones al oxígeno molecular (O2) y, consecuentemente, a cascadas oxidativas descontroladas que afectan severamente a varios componentes celulares. Por esto la gran mayoría de las plantas sólo pueden tolerar condiciones de déficit hídrico leve a moderado. Sin embargo, existe un grupo minoritario de especies que son capaces de tolerar déficit hídrico extremo. Éste es conocido como desecación. Las plantas capaces de sobrevivir exitosamente a tal nivel de pérdida de agua son denominadas “plantas de resurrección”. Ellas pueden recuperar completamente su integridad celular y funcional tras su rehidratación, lo cual deben a eficientes estrategias de protección y/o reparación celular. Dentro de éstas se encuentran mecanismos de protección antioxidante altamente eficientes. Varios trabajos han documentado la capacidad antioxidante de plantas de resurrección pertenecientes a los clados menos complejos. Sin embargo, se ha excluido de tales estudios a la familia Hymenophyllaceae Link. Experimentos realizados con especies de preferencias de microhábitats distintas demostraron que existen diferencias entre ellas en los niveles de tolerancia a la desecación y en sus requerimientos lumínicos. Hasta la fecha aún no existe ningún otro estudio que indague en los mecanismos o procesos fisiológicos que subyacen tales diferencias. Considerando que la sobregeneración de EROs es una de las principales consecuencias del déficit hídrico en presencia de luz, el presente trabajo de tesis estuvo enfocado en evaluar la implicancia de la protección antioxidante en la tolerancia a la desecación de dos Hymenophyllaceae que difieren en sus preferencias de microhábitat en un bosque templado-lluvioso del sur de Chile, así como también, si dicha tolerancia se ve afectada por la intensidad lumínica incidente. Se postularon las siguientes hipótesis: 1. Las diferencias en preferencias de microhábitat entre dos de las especies de helechos película presentes en Chile se deben a que la especie de hábito más restringido posee menor capacidad de protección antioxidante que aquella más ampliamente distribuida, lo cual compromete su tolerancia a la desecación sobre todo bajo condiciones lumínicas que superan sus óptimos fotosintéticos. 2. El déficit hídrico extremo tiene un efecto negativo en la protección antioxidante de la especie de hábito más restringido al disminuir con la desecación, y más aún con la rehidratación, la capacidad contenida en sus frondes para remover las EROs sobreproducidas durante dichas etapas. 3. El pardeamiento intenso exhibido por las frondes de la especie de hábito más restringido tras su rehidratación en experimentos anteriores, se debe a que, junto con contenidos más bajos de antioxidantes liposolubles que otorguen mayor protección a las membranas celulares frente al estrés oxidativo, posee también mayores concentraciones constitutivas y/o inducidas de compuestos fenólicos potencialmente oxidables durante el reingreso del agua a los tejidos. Los experimentos de hidratación, desecación y rehidratación en condiciones lumínicas baja (±5 μmol foton m-2s-1), intermedia (±30 μmol foton m-2s-1) y alta (±150 μmol foton m-2s-1), arrojaron como resultado que H. cruentum (de hábito más restringido) posee, efectivamente, menos capacidad de protección antioxidante (alrededor de un 20% inferior) que H. dentatum (de hábito más amplio). Además también se constató que tal deficiencia compromete su tolerancia a la desecación bajo condiciones lumínicas que superan sus óptimos fotosintéticos. Por otro lado, los análisis de CAOX demostraron que el déficit hídrico tiene sólo efectos leves en H. cruentum. Las disminuciones en él detectadas rara vez excedieron el 5% de decaimiento en la inhibición de la absorbancia del DPPH obtenida en frondes hidratadas. A su vez, las concentraciones de los antioxidantes no enzimáticos obtenidas tras los distintos tratamientos (ácidos fenólicos, flavonoides, tocoferoles y PC-8), corroboran en gran medida lo recién mencionado. Éstas además indican que el sistema de protección antioxidante de las Hymenophyllaceae es más bien de tipo constitutivo que inducido por la desecación/rehidratación de sus frondes. Finalmente, los niveles de pardeamiento exhibidos con anterioridad por H. cruentum, ciertamente se deberían a la oxidación de polifenoles, siendo el ácido clorogénico el principal sustrato. No obstante, tal reacción sería provocada por el estrés mecánico ejercido durante la manipulación permanente de sus frondes para la determinación de parámetros fisiológicos y no por su utilización masiva como antioxidantes durante la rehidratación de las mismas.