Mecanismo de localización del árbol hospedero e influencia sobre la producción de hojarasca: causa y consecuencia de la presencia de la trepadora dominante Hydrangea serratifolia (Hook. &Arn.) F. Phil. En un rodal maduro del bosque templado lluvioso.
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Date
2023
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Universidad de Concepción
Abstract
La abundancia y biomasa de trepadoras está aumentando en bosques templados y tropicales. Sin
embargo, a pesar de que las causas y consecuencias del aumento en la abundancia de trepadoras son un área activa de estudio; en cuanto a los patrones específicos de abundancia, de infestación de hospederos e importancia de las trepadoras en la estructura comunitaria del bosque, los mecanismos causales de dicha abundancia y sus consecuencias ecosistémicas aún presentan evidencias incipientes. La ecología de trepadoras se ha basado mayoritariamente en estudios de bosques tropicales, pero la menor cantidad de trabajos en bosques templados de los hemisferios norte y sur han ampliado el conocimiento sobre patrones y procesos en este grupo de plantas, en ocasiones con resultados contrastantes a los estudios de zonas tropicales. En ese contexto, en esta tesis se estudió la especie Hydrangea serratifolia (Hydrangeaceae), una de las plantas leñosas de mayor dominancia en los bosques templados lluviosos del sur de Sudamérica, y la especie para la cual se ha registrado la mayor densidad poblacional de cualquier trepadora encontrada, considerando tanto bosques tropicales como templados. A partir del patrón de abundancia reportado para esta especie, en esta tesis se abordaron las siguientes preguntas: i) a nivel de individuo, ¿Qué mecanismo subyace al éxito de esta especie en su búsqueda de árbol hospedero?, como uno de los aspectos clave detrás de su gran abundancia en el bosque templado lluvioso y ii) a nivel ecosistémico, ¿Cuál es la consecuencia de esta gran abundancia en la productividad primaria de un rodal de este tipo de bosque? En cuanto a los mecanismos, los tropismos contribuyen en las plantas a orientarlas hacia ambientes más adecuados y permiten obtener recursos que están en bajas cantidades. El primer capítulo evaluó si el fototropismo negativo es el mecanismo causal por el cual H. serratifolia localiza los árboles hospederos, aspecto critico en el éxito ecológico de una trepadora en un rodal donde la baja disponibilidad de luz es predominante. La hipótesis fue “Si la baja disponibilidad de luz representa una señal direccional asociada con el patrón de localización del árbol hospedero, entonces la luz percibida por el grupo de brotes reptantes de H. serratifolia, que se dirigen a un potencial hospedero, será similar a aquella que perciben los brotes que se encuentran ascendiendo a los árboles, exhibiendo fototropismo negativo”. Se encontró la misma orientación direccional alineada con la atenuación de luz, en los individuos que buscan o ascienden a los soportes, influidos por el fototropismo negativo, confirmando la hipótesis. En el claroscuro del piso del bosque la baja disponibilidad de luz puede representar información específicaanticipatoria de un hospedero potencial. El fototropismo negativo permite codificar espacial y temporalmente esa información, guiando el ápice de los individuos de H. serratifolia hacia la parte más oscura de la base del árbol hospedero, por donde iniciarán su ascenso al dosel, contribuyendo a la obtención de un recurso limitado (soporte). En relación con las consecuencias en el funcionamiento ecosistémico del bosque de la dominancia de H. serratifolia, en el segundo capítulose estimó la cantidad y aporte estacional de biomasa de hojarasca de H. serratifolia al interior del bosque, comparándolo con la productividad de las especies leñosas dominantes del dosel y sotobosque. La hipótesis fue "Hydrangea serratifolia, debido a su dominancia y forma de crecimiento, la cual le provee de una alta relación dosel:tallo y por lo tanto una mayor asignación de biomasa a copa que los árboles del dosel, muestra una contribución similar y sincronizada, en términos de producción de hojarasca, a la que presentan las especies leñosas dominantes del dosel y del sotobosque”. El patrón de productividad en H. serratifolia se caracteriza por ser unimodal, con un marcado aumento en la estación de crecimiento alcanzando el máximo en el periodo de noviembre-diciembre, y presentar un desfase temporal en comparación con los máximos de productividad alcanzados por las especies leñosas dominantes del dosel (marzo-abril) y sotobosque (enero). El aporte estacional (mensual) de H. serratifolia no difiere del registrado por las especies leñosas dominantes del dosel a lo largo del tiempo, pero si difiere del aporte observado las especies leñosas dominantes del sotobosque. Una consecuencia del aporte significativo en hojarasca de H. serratifolia, desfasado espacio temporalmente al aporte estacional de las especies leñosas dominantes es aumentar la heterogeneidad de materia orgánica en áreas del bosque donde esté presente. Lo cual destaca la importancia de esta especie trepadora masiva en la productividad primaria de un bosque maduro, y dada la calidad nutricional y tasa de descomposición de esta hojarasca de esta especie (mayor que las especies dominantes del dosel, Saldaña et al., datos no publicados), su potencial importancia en el ciclaje de nutrientes en el bosque. El éxito ecológico de una especie en un determinado ecosistema puede verse reflejado por la abundancia y dominancia que presenta. El vínculo intrínseco de los dos capítulos de esta tesis se basa en el patrón de abundancia de H. serratifolia y su historia natural en el bosque templado lluvioso. Esto, porque dicha abundancia depende de la localización del hospedero para poder acceder al recurso limitante que es la luz, etapa crítica en el desempeño de los individuos de esta especie, y además esta abundancia determina su influencia relativa sobre la productividad primaria del bosque. Lo novedoso de este estudio fue evaluar una de las potenciales causas mecanicistas de que esta especie dominante del bosque templado lluvioso -cuyo hábito de crecimiento, tipo trepador, no es el que predomina en un bosque- pueda localizar y por ende infestar tantos árboles hospederos. Además, que como consecuencia de esto último H. serratifolia tenga una influencia significativa sobre el funcionamiento ecosistémico, evidenciado que su productividad de hojarasca, similar a la producida por las especies leñosas dominantes del dosel. La abundancia y dominancia de H. serratifolia en el bosque templado lluvioso, podría estar basada en el efecto sinérgico que tienen las características encontradas en este estudio en cuanto al fototropismo negativo y productividad de hojarasca, junto con las características funcionales reportadas en estudios previos, tales como su mecanismo de trepado, alta relación dosel:tallo, la tasa de infestación y no discriminación de ningún tipo de árbol para ello, alto grado de sombratolerancia y la intercepción eficiente de luz por la reducción de la tasa de intercambio de gases para poder lidiar con la baja disponibilidad de luz que domina el sotobosque.
Description
Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias Biológicas área Botánica.