Respuesta adaptativa de especies leñosas a las variaciones climáticas y ambientales en el noroeste de Senegal

Zusammenfassung

Tanto estudiar las respuestas de las plantas a la sequía para comprender la estructura y composición de las comunidades vegetales, como analizar las respuestas de las plantas a la disponibilidad de recursos y su evolución, son aspectos importantes para predecir la resistencia de las especies y comunidades vegetales a los cambios futuros en el clima. Así, en esta Tesis pretendemos comprobar las estrategias de adaptación a la sequía de diversas especies leñosas sahelianas, sus respuestas a la disponibilidad de recursos a través de las variaciones del crecimiento y la asignación de biomasa a los distintos órganos de la planta y, finalmente,el efecto de la filogenia en sus estrategias adaptativas a la sequía. Para ello recogimos datos de rasgos funcionales de 20 especies leñosas en campo apoyados por un experimento en invernadero. En el primer capítulo intentamos establecer grupos funcionales que correspondan a distintas estrategias funcionales de las plantas a la sequía analizando 9 especies leñosas de gran importancia socio-económica y ecológica del Noroeste de Senegal. Para ello, en la aldea de Leona recogimos datos en las épocas seca y húmeda de cuatro rasgos funcionales relacionados con la estrategia de adquisición de recursos y de dos rasgos morfológicos de las distintas especies. Identificamos dos clases funcionales principales, que se identifican con especies de hoja perenne y hoja caduca y, posteriormente, pudieron ser subdivididos en cuatro grupos funcionales (2 por clase funcional). Con base a estos resultados, en el segundo capítulo buscamos indagar con mayor profundidad como especies representativas de estos grupos funcionales, que corresponden a estrategias adaptativas a la sequía, se traducen en crecimiento y asignación de biomasa según la disponibilidad de recursos, principalmente agua y nutrientes en el suelo. Establecimos un experimento en invernadero con las 9 especies descritas en el primer capítulo usando plántulas que crecieron bajo distintos tratamientos con un diseño factorial de agua y nutrientes, con dos niveles en cada factor. Problemas con la germinación en cinco especies redujeron a 4 las especies usadas en el experimento, la mayoría de hoja caduca. Estimamos la tasa de crecimiento relativa (RGR), la relación raíz:tallo (R/S) y el área específica de hoja (SLA), que mostraron diferencias entre especies, regímenes de agua y disponibilidad de nutrientes, mostrando un alto nivel de plasticidad fenotípica. RGR varió entre especies y fue muy sensible al agua y la disponibilidad de nutrientes; las especies de hoja caduca mostraron valores globales altos en condiciones fértiles, con valores altos también de RGR apoyados por valores altos de SLA. En general, nuestras especies asignan más biomasa a las raíces, sobre todo en régimen de escasez de recursos, tanto a la escasez de agua como nutrientes, reflejando estrategias de adaptación relacionadas con estos recursos. Las estrategias de las especies que forman una comunidad vegetal son el resultado de adaptaciones previas en ancestros comunes, y para entender y predecir sus respuestas a cambios ambientales es importante conocer su historia evolutiva. En el tercer capítulo pretendimos entender la evolución de las especies leñosas analizando su señal filogenética. Para esto, usamos rasgos funcionales de 20 especies leñosas obtenidos en la zona saheliana de estudio en Senegal. Encontramos bajos valores de la k de Blomberg para todos los rasgos estudiados, con rangos que van de 0.204 a 0.995, lo que indica una baja señal filogenética; es decir, estas especies están poco relacionadas filogenéticamente. Se observó una señal filogenética significativa sólo para el grosor y para el tipo de hoja (caduca o perene). Los resultados sugieren que estos rasgos evolucionaron como con un movimiento browniano, experimentando una radiación tardía y una evolución gradual posteriormente, siendo el carácter de hoja caduca el que ha divergido más recientemente. Esto implica que el carácter caducifolio encontrado en ambientes semiáridos es una estrategia para escapar de la sequía de reciente adquisición, en consonancia con los datos que sugieren que la sequía es un factor relativamente reciente en el Sahel.