Efecto del aumento de la temperatura en la fotosíntesis de una especie alto-andina en dos altitudes

Abstract

RESUMENSe ha propuesto que los ambientes de alta montaña son especialmente vulnerables al calentamiento global. La interacción de variables como déficit hídrico y las condiciones de temperatura ambiental puede restringir el intercambio gaseoso en zonas de alta-montaña. Debido a las distintas limitaciones abióticas que se encuentran en un gradiente altitudinal, se propone que el aumento de la temperatura afectará positivamente la fotosíntesis de la planta alto-andina Phacelia secunda en elevadas altitudes y negativamente a las plantas de bajas altitudes. En el presente estudio se evaluó el efecto del aumento de la temperatura ambiental sobre el intercambio gaseoso de P. secunda en dos altitudes: 2900 m y 3600 m. En cada altitud se expusieron seis individuos de P. secunda a un sistema de calentamiento pasivo denominado "Open Top Chamber" (OTC) que aumenta la temperatura del aire en ca. 3ºC. Adicionalmente, en cada altitud se seleccionaron otros seis individuos en espacios abiertos para utilizarlos como control y que se encontraban a 2 m de la OTC más cercana. En cada individuo se midió el intercambio gaseoso y el potencial hídrico xilemático. La temperatura ambiental fue en promedio 3,5°C mayor dentro de las OTC en ambas altitudes. En contraste, el potencial hídrico del suelo y de las plantas se redujo un 28% al interior de las OTC, pero sólo a 2900 m. En esta altitud, las tasas de fotosíntesis al interior de las OTC se redujeron un 40,7%, mientras que a 3600 m las tasas aumentaron un 24,4%. Los efectos diferenciales en las tasas de fotosíntesis debido a la temperatura fueron acompañados con cambios en la conductancia estomática. Esto sugiere que los efectos del calentamiento global sobre la fotosíntesis de P. secunda son contrastantes entre ambas altitudes debido a los efectos secundarios que éste tiene sobre la disponibilidad hídrica en cada altitud. PALABRAS CLAVE:Phacelia secunda, calentamiento global, estrés por temperatura, sequía, conductancia estomática. ABSTRACTHigh-alpine environments have been proposed as particularly vulnerable to global warming. The interaction of variables such as water deficit and temperature conditions may restrict gas exchange in high-alpine areas. Due to different abiotic constraints that occur at different elevations in the Andes of central Chile we hypothesize that the temperature increases will positively affect the photosynthesis of the high-Andean plant Phacelia secunda at high elevation but it will be negatively affected by warming at lower elevations. In this study we evaluated the effect of increased environmental temperature on the gas exchange of P. secunda at two contrasting elevations: 2900 m and 3600 m a.s.l. At each elevation we exposed six individuals of P. secunda to a passive warming system with "Open Top Chamber" (OTC) that increased air temperature on ca. 3ºC. Other six individuals we selected in open areas and maintained as control on each elevation. At both elevations, on each selected individual (i.e. within and outside OTCs) we measured gas exchange and xyl...

The vulnerability of native and invasive conifer seedlings to simulated warming in north‐western Patagonia

“…(2007) and Sanfuentes et al . (2012), among others. The control plots had the same area and shape as the OTCs and they were delimited by flagging tapes.…”

“…Different experiments demonstrate that plant species, within certain ranges, tend to grow better at higher temperatures, but only if other factors such as light, nutrients and water are not limiting (e.g. Parsons et al 1994;Totland & Nylehn 1998;Arft et al 1999;Kudo & Suzuki 2003;Yin et al 2008;Sanfuentes et al 2012;S aez et al 2018). However, if essential factors such as water or nutrients are limiting, temperature increments can be particularly harmful to less drought-tolerant species, as temperature affects most physiological processes at organism level.…”

Calentamiento global y sus efectos en plantas de alta-montaña en Chile central: una revisión

“…una tundra con baja disponibilidad hídrica el calentamiento global no aumentaría la fotosíntesis neta. Sanfuentes et al (2012) encontraron que, a 2800 m de altitud en los Andes de Chile central, la tasa de asimilación de CO2 (An) de la especie Phacelia secunda disminuyó en plantas creciendo dentro de OTCs en comparación a las plantas control. Además, la tasa de transpiración (E) y la conductancia estomática (gs) también fueron menores en plantas dentro de OTCs.…”

“…Además, la tasa de transpiración (E) y la conductancia estomática (gs) también fueron menores en plantas dentro de OTCs. A mayor altitud en cambio (3600 m), el aumento de la temperatura al interior de las OTCs tuvo efectos positivos sobre la fotosíntesis, con aumentos cercanos al 25% (Sanfuentes et al 2012).…”

“…Mediciones del potencial hídrico del suelo indicaron que las plantas a 2800 m creciendo dentro de las OTCs experimentaban un descenso en la disponibilidad hídrica del suelo que varió entre un 36 y un 57% comparado con las plantas que crecieron sin calentamiento. En contraste, a mayor elevación no hubo diferencias en los potenciales hídricos del suelo entre OTCs y espacios abiertos, con valores cercanos a -0.3 MPa (Sanfuentes et al 2012). Resultados similares, en relación con el efecto del calentamiento sobre la ganancia de carbono en Phacelia secunda a diferentes altitudes, fueron reportados por Hernández-Fuentes et al (2015), donde nuevamente evidenciaron disminución de la tasa de fotosíntesis con calentamiento a 1600 y 2800 m de altitud, pero efectos positivos a 3600 m. Estos resultados nuevamente apuntan a consecuencias diferenciales del calentamiento sobre el desempeño de una misma especies diferentes elevaciones: mientras en altitudes mayores el calentamiento afecta positivamente la ganancia de carbono, en altitudes menores la disminuye.…”