Raíces de Prosopis y heterogeneidad del suelo: el lado oculto de la plasticidad fenotípica

GIORDANO CARLA V; GUEVARA ARANZAZÚ

San Luis

Congreso; XXIII Reunión Argentina de Ecología; 2008

Asociación Argentina de Ecología

Las especies leñosas perennes son características de los ecosistemas áridos, y su selección evolutiva estaría relacionada con la capacidad de las mismas de acceder a reservorios de agua y nutrientes estables ubicados en profundidad en el suelo. Los órganos directamente involucrados en esta habilidad son las raíces. El sistema radical de árboles y arbustos está compuesto por raíces finas de recambio mayormente estacional y por raíces lignificadas perennes. Las raíces finas absorben agua y nutrientes; las raíces leñosas proveen anclaje a la planta, determinan la exploración del suelo a gran escala, y son la estructura tridimensional a partir de la cual emergen las raíces finas. La distribución espacial de las raíces en el suelo y su arquitectura son atributos directamente relacionados con sus funciones y están fuertemente influenciados por el ambiente. En este simposio revisaremos los diversos factores ambientales que regulan el crecimiento y la arquitectura de las raíces de las plantas, y los mecanismos involucrados. Nos centraremos en los sistemas radicales leñosos, con la especie freatofita Prosopis flexuosa (algarrobo dulce) en el  Desierto del Monte en Mendoza, como ejemplo de estudio.Por qué trabajar en el desierto del Monte mendocino? Este ecosistema, ubicado en las llanuras aluviales del este de la provincia, recibe aporte freático desde la cordillera por infiltración de los ríos Mendoza, San Juan y Tunuyán. El desarrollo de los oasis productivos que se interpone entre la cordillera y el desierto modifica la dinámica hidrológica de los mismos, alterando los sistemas lacustres (actualmente casi inexistentes) y potencialmente modificando el nivel de la napa freática. En el desierto del Monte mendocino, en regiones extremadamente áridas con lluvias anuales de 150 mm, se desarrollan bosques de algarrobo dulce debido al subsidio de agua freática. En este sistema con condiciones ambientales extremas, los algarrobos cumplen un rol central tanto en la ecología de estos bosques como en la economía y subsistencia de los grupos humanos a nivel regional y local. El algarrobo, especie intensamente explotada durante el siglo XX, estructura la comunidad, y conecta el agua freática con la actividad biológica de la superficie, y es probable que tenga un gran impacto en el ciclo hidrológico del sistema, sin embargo, poco se sabe sobre este rol. Además de estas características, P. flexuosa presenta la particularidad de encontrarse también en las laderas de médanos ubicados a 20 m de altitud de los bajos donde se desarrollan los típicos algarrobales con subsidio freático. Los árboles de los médanos no acceden al agua freática, sugiriendo que esta especie debe poseer variados mecanismos de aclimatación y una alta plasticidad fenotípica y/o fisiológica para poder crecer en ambientes contrastantes en cuanto a la disponibilidad de agua. Con el objetivo de explorar el rol de la vegetación en el ciclo hidrológico y de nutrientes del desierto del Monte, y los mecanismos implicados en la utilización efectiva de distintos reservorios de agua, encaramos el estudio del sistema radicular de P. flexuosa. El objetivo central de este trabajo fue estudiar la distribución espacial, arquitectura y  extensión del sistema radical superficial, y la asignación de biomasa entre el sistema superficial y el pivotante en algarrobos adultos con distinto acceso al agua freática en su hábitat natural. Para ello seleccionamos individuos de las laderas de los médanos y de los bajos y excavamos sus raíces. Cuatro características de los médanos y los bajos son importantes de destacar para comprender el ambiente edáfico de cada unidad de paisaje: i) los nutrientes como nitrógeno y fósforo se concentran en la superficie y debajo del canopeo de P. flexuosa en ambos ambientes; ii) el agua de lluvia se distribuye diferencialmente en el perfil del suelo de médanos y bajos: en los primeros se encuentra formando un reservorio subsuperficial a partir de 1 m de profundidad, mientras que en los bajos hay más agua en superficie, quedando el espacio entre la superficie y la freática (aprox. A 7 m) prácticamente seco; iii) el suelo es arenoso en ambas unidades de paisaje; iv) por análisis isotópicos se sabe que los algarrobos de los médanos solo utilizan agua de lluvia, mientras que los de los bajos utilizan principalmente agua freática en la época seca, y agua freática y pluvial en la estación húmeda.Encontramos que las raíces superficiales de los algarrobos presentan una alta plasticidad fenotípica, dada por las siguientes características: Los individuos de los médanos presentaron raíces superficiales de recorrido tortuoso, altamente ramificadas, con un corto trayecto horizontal previo a hundirse verticalmente a 90 grados, determinando un radio de influencia del sistema radicular superficial no mayor al radio de la copa del árbol. Los individuos del bajo presentaron caracteres opuestos: recorrido lineal de sus raíces superficiales, poco ramificadas, que se extendieron varios metros desde la base del tronco, determinando un radio de influencia del sistema radical superficial aprox. 3.5 veces superior al radio de la copa. En cuanto a los patrones de asignación de biomasa, los individuos de los médanos repartieron en forma equitativa la biomasa entre el sistema radical superficial y el pivotante, mientras que los individuos del bajo asignaron mas biomasa a las raíces superficiales. Este fue un resultado inesperado, ya que suponíamos que individuos sin acceso a la freática (médanos) asignarían mas biomasa a raíces superficiales que individuos con acceso a la freática (bajos).  Quizás este resultado refleje el hecho que ambas partes del sistema radical de los individuos del alto se encuentren en el mismo ambiente edáfico, ya que las raíces superficiales se hunden a los pocos metros de emergidas. En los individuos del alto, las raíces superficiales y pivotante se encuentran claramente en estratos diferentes del suelo. Los ángulos de las ramificaciones fue mayor en los individuos del bajo, lo cual aumentaría la eficiencia del uso de escasos nutrientes propios de las áreas expuestas recorridas por estas raíces (debido a la baja superposición de áreas de depleción de nutrientes que ocurre a ángulos altos). La topología de las raíces (es decir, el patrón de arreglos de los segmentos) no difirió entre ambientes, y en ambos casos se acerca a una topología propia de especies de hábitats de escasos recursos.La sorprendente cantidad de diferencias observadas en el sistema radical de algarrobos de medanos y bajos, sugieren una gran heterogeneidad del ambiente edáfico y dejan abiertas preguntas acerca de que factores ambientales son los principales reguladores de las arquitecturas radicales observadas. Esta plasticidad del sistema radical podría ser uno de los determinantes que permitiría a esta especie aumentar el rango de hábitats que puede ocupar en el ecosistema, y vivir con un nivel muy bajo de precipitaciones aún sin subsidio de agua freática.