Los atributos de las plantas predicen su resistencia a los cambios climáticos

Investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), en colaboración con el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF), la Universidad de Córdoba y la Estación Biológica de Doñana, han evaluado por primera vez los efectos de un evento climático extremo en especies de matorrales a través del análisis de sus hojas, raíces, semillas y tallo.

Los resultados, publicados en la revista Oecologia, permiten a los expertos disponer de una herramienta útil para predecir la respuesta de esos ecosistemas a futuras variaciones ambientales y tomar medidas que ayuden a su conservación, gestión y mantenimiento.

Según los científicos, los episodios de clima extremos serán cada vez más frecuentes y de mayor intensidad. En concreto, para las próximas décadas, los expertos prevén un aumento de la temperatura, en torno a 2 o 3 ºC, y un descenso de las precipitaciones de un 30%.

Para predecir la respuesta de las comunidades de matorrales a alteraciones climáticas, los investigadores comprobaron si los cambios detectados en la cobertura vegetal y el reclutamiento de las diferentes especies, es decir, aquellas que llegan a la edad adulta, están relacionados con ciertos atributos o rasgos de la planta, como las hojas, raíces, semillas y tallos.

El equipo señala que la mayoría de trabajos que abordan los efectos de eventos climáticos extremos en las especies vegetales utilizan una aproximación demográfica. Esta consiste en cuantificar las tasas de mortalidad y reclutamiento de las plantas en respuesta a las nuevas condiciones climatológicas.

Estudio de los atributos de la planta

El enfoque funcional, por su parte, se centra en el análisis de ciertos atributos de las plantas, tanto aéreos, por ejemplo, hojas, semillas y tallo, como subterráneos, la raíz. “Los estudios que relacionan el comportamiento de las plantas ante episodios climáticos extremos, como eventos de intensa sequía, están centrados mayoritariamente en el análisis de rasgos aéreos de la planta, siendo muy escasos aquellos que consideran también su sistema radicular”, explica uno de los coautores de esta investigación, Ignacio Pérez Ramos, del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología, centro adscrito al CSIC.

Los científicos aplicaron ambas aproximaciones, funcional y demográfica, al estudio de los cambios acaecidos en una comunidad de matorrales del Parque Natural de Doñana en respuesta a un evento climático que se produjo en 2005. “Ese año se registraron temperaturas muy bajas en invierno y precipitaciones muy por debajo de la media. Estas dos situaciones de estrés climático afectaron de manera dramática a la vegetación del ecosistema de Monte Blanco de Doñana, a pesar de tratarse de matorrales especialmente adaptados a la sequía”, indica el investigador.

Los resultados demostraron, en primer lugar, que no todas las especies de matorrales responden de manera similar sino que había unas especies más afectadas que otras. Y, en segundo lugar, que estas diferencias están marcadas por los distintos rasgos funcionales de las plantas.

De esta forma, las especies más resilientes o con más capacidad de recuperación fueron las de simiente más grande y una mayor eficiencia en el uso del agua. “Una semilla de mayor tamaño contiene mayor cantidad de reservas, confiriéndole a la planta un mayor grado de independencia del medio, al menos durante las primeras fases de su ciclo de vida. Se supone que, en condiciones estresantes, cuando la disponibilidad de recursos del suelo es menor, aquellas plantas que procedan de semillas más grandes se verán más favorecidas frente a las de menor tamaño, que son más dependientes de esos recursos”, indica el investigador.

Por otra parte, para comprobar qué especies de matorrales aprovechan mejor la escasez de agua y, en consecuencia, se adaptan mejor a la sequía, los expertos realizaron la prueba del carbono 13. Este consiste en un análisis químico que determina la cantidad de este elemento químico en la hoja en comparación con el carbono 12. “Las especies de plantas con valores más negativos de carbono 13 son consideradas más eficientes y conservativas en el uso del agua”, aclara Pérez Ramos.

La capacidad de adaptación de las especies también está relacionada con algunos rasgos cuantificados a nivel de la raíz. "Las especies de plantas con raíces de mayor densidad y diámetro son generalmente más conservativas, menos derrochadoras, en el uso del agua, a expensas de tener un crecimiento más lento. Tener hojas y raíces más esclerófilas, es decir, con tejidos de mayor densidad, parece ser una estrategia muy recurrente entre las especies leñosas mediterráneas para combatir la escasez de agua y nutrientes", asevera el experto.

Resultados demográficos

El estudio se completa con una valoración demográfica. Para ello los investigadores analizaron la cobertura vegetal del suelo e identificaron los distintos tipos de matorral, diferenciando la proporción de cobertura verde o viva frente a la seca.

Los expertos también cuantificaron el número de plántulas o nuevos nacimientos de las distintas especies. "La sequía de 2005 redujo la cubierta vegetal en un 50% en tres de las especies más comunes. La cifra es alarmante. Si, además, sabemos que estos matorrales están especialmente adaptados a la sequía, el dato es devastador", afirma el investigador.

Para analizar todos estos cambios, los científicos recogieron datos a lo largo de varios años. Así, las primeras informaciones se recabaron en 2007 ya que, según el equipo, cuando sucede un evento climático extremo como una sequía de gran intensidad, la vegetación no responde de forma rápida sino que conviene dejar pasar, al menos, un ciclo reproductivo completo para detectar las consecuencias más importantes.

Las mediciones se repitieron en 2013 con la idea de establecer una comparación y determinar la capacidad de recuperación o resiliencia de la comunidad vegetal. “Después de seis años, la composición de las especies varió ligeramente pero la cobertura de la vegetación se restableció casi por completo. En general, la comunidad de matorrales del área de estudio fue bastante resiliente”, señala Pérez Ramos.

Después de este proyecto, el experto continuará con el análisis de los efectos del cambio global en uno de los sistemas más característicos de Andalucía occidental, la dehesa. Para ello, los científicos volverán a utilizar el enfoque funcional que, como novedad, se aplicará no solo a las comunidades de plantas sino también a los microorganismos del suelo que interactúan con ellas.