Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Geobotánica Tema 19 El factor agua Copyright: © 2012 Francisco Alcaraz Ariza. Esta obra está bajo una licencia de Reconocimiento-No Comercial de Creative Commons 3.0. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/ o envíe una carta a Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. 1 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Importancia del agua Base química de la vida Determina, en parte, la distribución de la vegetación (ombrotipos) AGUA Permite la circulación de nutrientes en suelos y plantas Determina la fisionomía de la vegetación 2 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Fuentes de agua Mensurables Ocultas Compensantes Lluvia Rocío Humedad ambiental Nieve Agua freática Nubosidad Granizo Escorrentías Nieblas 3 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Precipitaciones y disponibilidad de agua ● La distribución de precipitaciones en la Tierra desigual. ● Incidencia en la alta diversidad de la cubierta vegetal. ● Además de la cantidad total de precipitaciones: ✔ Distribución de las lluvias entre las 4 estaciones del año. ✔ La disponibilidad real de agua: ✗ Precipitación total ✗ Pérdidas por torrencialidad y escorrentías. ✗ Pérdidas baja capacidad retención suelos degradados. ✗ Pérdidas por evapotranspiración. ✗ Agua fuertemente retenida en el suelo. 4 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez 5 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez La nieve ● En zonas frías es uno de los proveedores de agua más importantes para las plantas. ● Existen especies y comunidades vegetales especialmente adaptadas a zonas cubiertas largo tiempo por la nieve (plantas y comunidades quionófilas). ● La cobertura por nieve tiene efectos favorables y desfavorables para las plantas: 6 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez La nieve Efectos favorables Efectos desfavorables Protección desecación Abrasión Protección frío Acorta periodo vegetativo Evita brotación temprana Daños mecánicos Aumento temperatura por reflexión Suelos poligonales Abonado Solifluxión Suministro agua en periodo deshielo Disminuye vitalidad Mantiene calor del suelo aludes 7 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez 8 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez 9 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez ● En climas muy húmedos, zonas con suelos encharcados o alta humedad ambiental, las plantas deben forzar la transpiración para movilizar los nutrientes. ● Usan mecanismos como: ✔ Expulsión de agua líquida (gutación) a través de estomas acuíferos o hidatodos. ✔ Morfologías de las hojas especiales (rematadas en larga punta, lámina deprimida en la parte central, lámina péndula, etc.) 10 Introducción Exceso de agua Aumento superficie transpiradora Adaptaciones aridez Aumento gutación Aumento limbo foliar y estomas aeríferos (plantas latifolias) Estomas aeríferos o hidatodos Pilosidad foliar de pelos vivos que transpiran activamente Tricomas Posición superficial de los estomas aeríferos, que pueden incluso estar salientes Hojas de superficie rugosa o perforadas Glándulas de agua Hojas delgadas Hojas con pantalla (pigmentada o gaseosa) 11 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez 12 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Gutación en fresas (Fragaria vesca) 13 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Introducción ● Áridos: territorios o periodos con necesidades agua no aseguradas por el medio. ● Xerófitos. ● Si evitan los déficits hídricos no son auténticos xerófitos ● Tipos de xerófitos ● ✔ Caducifolios facultativos ✔ Esclerofilos ✔ Estenohidros Dos tipos de clasificaciones de plantas de zonas áridas: ✔ Evitan déficits hídricos ✔ Toleran déficits hídricos. 14 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Mecanismos evitar déficits hídricos En el espacio En el tiempo Anuales (Terófitos) Obtener agua freática Geófitos Reviviscentes (poiquilohidros) 15 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Semidesierto del Karroo Suculento (Sudáfrica) en verano 16 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Anuales: Semidesierto del Karroo Suculento (Sudáfrica) a finales de invierno 17 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Efímeras: Erodium neuradifolium (Mazarrón) 18 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Bulbosas: Gladiolus scullyi y Gladiolus carinatus (Karroo) 19 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Mecanismos evitar déficits hídricos Estrategias de reducción de la transpiración Formas redondeadas Color verde claro o brillante: refleja la luz Disminución tamaño y número de hojas Hojas enrolladas permanentemente Hojas paralelas a los rayos solares Hojas enrolladas al disminuir turgencia Desprendimiento aceites volátiles Estomas hundidos Hojas caedizas periodo seco C4, C3/C4, CAM Ausencia de hojas (tallos clorofílicos) Cierre estomático rápido y completo Caída trozos tallos periodos seco Cutículas gruesas e impermeables Tricomas Plantas ventana Almacenamiento agua (suculencia) Plantas semi enterradas 20 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Mecanismos evitar déficits hídricos Estrategias para mantener absorción de agua Hipertrofia sistema radical Raíces superficiales (torrencialidad) Vasos vasculares gruesos Raíces profundas captan agua freática Absorción agua rocío: bombeo y reabsorción para captar nutrientes (Prosopis) Hojas canalizan el agua de lluvia hacia las raíces (Rheum palaestinum), colectando hasta 16 veces más agua que otras plantas 21 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Oasis en el desierto de Sonora (Baja California, México) 22 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Claveles de aire, Cataviña (Baja California, México) 23 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Mezquite (Prosopis): rocío + bombeo de agua (Chile) 24 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Suculencia (Ferocactus, desierto de Mojave, EEUU) Suculencia (Adansonia, Australia) 25 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Rheum palaestinum 26 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Ferocactus gracilis (Baja California) 27 Introducción Ephedra californica (Desierto de Mohave) Exceso de agua Adaptaciones aridez Eucalyptus rhodantha (Australia) 28 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Mammillaria angelensis (Baja California, México) 29 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Mammillaria angelensis (Baja California, México) 30 Introducción Exceso de agua Plantas ventana Adaptaciones aridez 31 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Tolerancia a déficits hídricos ● Ajuste osmótico: acumulación de solutos en plantas sometidas a estrés lento. ● Células pequeñas e inextensibles. ● Reviviscentes: pteridófitos y criptógamas no vasculares. 32 Introducción Antes de llover Exceso de agua Adaptaciones aridez Media hora después Planta reviviscente (Cosentinia vellea) 33 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Rutas fotosintéticas alternativas ● Plantas C3/C4: Allopteropsis, Mollugo, Moricandia, Panicum. ● CAM inútil: en periodos extremadamente secos no se abren los estomas durante la noche, pero fijan en el día el CO2 respirado por la noche. Gasto agua producción 1 gr materia seca C3 C4 CAM 4-9 litros 1-3 litros 0,5-0,8 litros 34 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Diferencia en la estructura de las hojas de plantas C3 (izda) y C4 (dcha) 35 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Atriplex hymenelitra (C4, Valle de la Muerte, California) 36 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez aglo cam Plantas CAM (Dactylopsis digitata, Karroo Suculento, Sudáfrica) 37 Introducción Exceso de agua Pelos en hojas de Salvia Adaptaciones aridez 38 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Estomas hundidos en Adelfa o Baladre 39 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Cierre estomático en encina 40 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Plantas piedra (Vredendal, Sudáfrica) 41 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Argyroderma daelii (Vredendal) 42 Introducción Exceso de agua Adaptaciones aridez Plantas piedra (Lithops sp.) y piedras 43 Introducción Perder más agua Valle de los Cirios, Baja California (México) Adaptaciones aridez 44