Estrategias de historia de vida y su relación con la resistencia al congelamiento: patrones y mecanismos morfo-anatómicos de evasión en tejidos vegetativos y reproductivos.

Abstract

En ecosistemas de alta montaña, las heladas que ocurren durante la temporada de crecimiento pueden tener consecuencias negativas para el fitness de las plantas. A pesar de ello, la mayoría de los estudios han evaluado las consecuencias de las heladas para las estructuras vegetativas de las plantas perennes, y no para las hojas ni para las flores de las plantas anuales. Menos se conoce acerca de los mecanismos que subyacen esta respuesta. Dado lo anterior, en la presente tesis investigamos: i. La resistencia al congelamiento de hojas y flores de especies anuales y perennes presentes en Los Andes de Chile central; ii. El tipo de mecanismo de resistencia al congelamiento que subyace esta respuesta; y iii. La importancia de las barreras estructurales/térmicas de propagación de hielo (BEPH/BTPH) como mecanismos efectivos de evasión del congelamiento en flores. La resistencia al congelamiento de las flores y hojas fue evaluada utilizando el método de fuga de electrolitos. El tipo de mecanismo de resistencia al congelamiento se determinó mediante análisis térmico. La presencia y efectividad de las BEPH/BTPH fueron evaluados mediante termografía de infrarrojo. Nuestros resultados mostraron que las especies perennes fueron más resistentes al congelamiento que las especies anuales, tanto en flores como en hojas. En especies anuales, la evasión fue el principal mecanismo de resistencia al congelamiento, mientras que en especies perennes ambos mecanismos estaban representados casi por igual. La mayoría de las especies estudiadas mostraron el mismo mecanismo de resistencia al congelamiento en flores y hojas, lo que indica una estrategia fisiológica única de resistencia al congelamiento a nivel de planta completa. No obstante, en algunas especies, es la combinación específica de estrategias fisiológicas, fenológicas, morfológicas y estructurales las que determinan qué tan resistentes son los órganos vegetativos y reproductivos al congelamiento. Lo anterior quedó de manifiesto al estudiar los patrones de formación y propagación del hielo en brotes reproductivos. Estos análisis revelaron que la presencia de BEPH y BTPH fue independiente de la estrategia de historia de vida. En especies anuales, las BEPH y BTPH fueron fundamentales para evitar el daño por congelamiento, ya que estas especies no toleraron la formación de hielo en sus flores. En especies perennes, la contribución de estos mecanismos de evasión a la resistencia al congelamiento fue menor, ya que sus flores toleraron la formación de hielo. No obstante, estos mecanismos podrían llegar a ser cruciales como un mecanismo complementario de resistencia al congelamiento, especialmente en aquellas especies perennes que poseen un menor margen de seguridad con respecto a los eventos de heladas que ocurren en el sistema alpino. Concluimos que existe una estrecha relación entre la estrategia de historia de vida, la resistencia al congelamiento y el tipo de mecanismos de resistencia al congelamiento. Donde plantas perennes, las cuales utilizan principalmente mecanismos de tolerancia, fueron más resistentes al congelamiento en sus hojas y flores que las especies anuales. Este hallazgo sugiere que la resistencia al congelamiento podría ser un rasgo funcional importante para explicar la distribución altitudinal de especies herbáceas en alta montaña, ya que las especies anuales, las que fueron más sensibles a las heladas, tienen una distribución altitudinal más limitada, encontrándose principalmente en elevaciones más bajas.