¿Cómo es que hay tantas plantas?

1 de diciembre 2017

¿Qué características del medio y de los propios seres vivos pueden explicar la gran diversidad de plantas y de vida en general en la Tierra?

Fynbos-landscape

El fynbos es un matorral de gran riqueza florística gracias a la gran diversidad de hierbas y matojos. Es propio de franjas costeras y montañosas de clima mediterráneo de la costa meridional de Sudáfrica. Autor: Chris Eason (CC BY 2.0)

Margalef hablaba a menudo del barroco de la Naturaleza. La enorme diversidad de los seres vivos hace pensar que es como si la Naturaleza tuviera horror al vacío. A esta idea se refirió Sandra Díaz, segunda mujer que gana el Premio Internacional Ramon Margalef de Ecología, al recibirlo. Ella es una estudiosa de los tipos funcionales, que sintetizan la enorme diversidad del mundo vegetal agrupando las especies en base a unos rasgos funcionales (a menudo ligados a rasgos fisiognómicos o a veces bioquímicos, fisiológicos, etc. (p.e, peso de la semilla, superficie y grosor de la hoja, proporción C/N en hojas, etc.). Los tipos funcionales son útiles a la hora de hacer modelos.

Margalef hablaba a menudo del barroco de la Naturaleza. La enorme diversidad de los seres vivos hace pensar que es como si la Naturaleza tuviera horror al vacío.

Aunque los insectos, p.e., presenten una diversidad abrumadora, se la puede imaginar ligada a la variedad de recursos (diferentes tipos de hojas y frutos, otros animales, residuos en descomposición, polen, etc.). Pero las plantas todas emplean los mismos recursos: luz, agua y nutrientes del suelo y, sin embargo, en un prado seco se pueden encontrar 40-60 especies de hierbecitas en 1 m2 y en una selva tropical 300 especies de árboles en 1 ha . Si todas emplean los mismos recursos, parece que se contradice el principio de exclusión competitiva (según el cual, si dos especies emplean el mismo recurso, la más eficiente elimina a la otra).

La explicación clásica es que, en cada punto, los recursos disponibles y las variables ambientales varían y que los ciclos vitales de las especies se desarrollan de manera diferente y llegan a tamaños y longevidades diferentes. Sin embargo, en el caso de las hierbecitas, las encontramos muy juntas, de tamaño similar, y viven todo su ciclo simultáneamente. Por lo tanto, la explicación tradicional es incompleta.

La variabilidad en la disponibilidad de agua y nutrientes depende de la profundidad de las raíces. Las plantas con raíces poco profundas viven en un ambiente donde la disponibilidad de agua es muy fluctuante y, en general, hay más nutrientes por descomposición de la materia orgánica. Las plantas con raíces profundas tienen acceso a reservas de agua más constantes, aunque el medio es más pobre en nutrientes.

La variabilidad en la disponibilidad de agua y nutrientes depende de la profundidad de las raíces. Las plantas con raíces poco profundas viven en un ambiente donde la disponibilidad de agua es muy fluctuante y, en general, hay más nutrientes por descomposición de la materia orgánica. Las plantas con raíces profundas tienen acceso a reservas de agua más constantes, aunque el medio es más pobre en nutrientes.

Con J. Peñuelas y F. Lloret, propusimos (Terradas, et al., 2009; Peñuelas, et al., 2011) que los nichos de las plantas dependen mucho de las fluctuaciones temporales en el acceso al agua. En el caso del prado seco, la variación de condiciones de un año para otro hace que diferentes especies se vean favorecidas y se mantenga una alta diversidad. Más en general, las fluctuaciones de humedad son mucho más frecuentes e importantes en las capas superficiales del suelo que en las profundas. Condiciones medias, fluctuaciones y ciclo de vida dan un montón de combinaciones posibles que ayudan a entender el incumplimiento del principio de exclusión competitiva. La interacción con otros organismos también tiene un papel.

La división de la biodiversidad de plantas en tipos funcionales permite trabajar con modelos simplificados y es un primer paso para aclarar el barroco de la Naturaleza y el incumplimiento del principio de exclusión competitiva.

Para explicar la alta diversidad de árboles en bosques tropicales, Janzen dijo que la selección favorecía la dispersión a cierta distancia para no dar facilidades a los fitófagos y plagas específicos. Además, Peñuelas y su equipo han mostrado que en la composición de las plantas intervienen múltiples elementos nutritivos en proporción variable y eso también justifica la diversidad: las especies se diferencian biogeoquímicamente en función de si son en este aspecto más o menos flexibles, de si viven juntas o no (si lo hacen, la presión competitiva hace que su comportamiento biogeoquímico diverja más) y de si tienen genomas más o menos similares.

La división de la biodiversidad de plantas en tipos funcionales permite trabajar con modelos simplificados y es un primer paso para aclarar el barroco de la Naturaleza y el incumplimiento del principio de exclusión competitiva. La explicación de la diversidad dentro de cada tipo reclama, sin embargo, un segundo nivel de explicación considerando condiciones medias de hábitat, fluctuaciones, ciclos de vida, organización biogeoquímica e interacciones con competidores, herbívoros, parásitos, etc.

Los tipos funcionales son muy útiles en un amplio abanico de temas (por ejemplo, para modelos de respuesta a los incendios o al cambio climático), pero el barroco de la Naturaleza persiste y cada de los cientos de miles de especies de plantas tiene características propias más o menos plásticas que, en gran parte, todavía desconocemos.

 

REFERENCIAS

Terradas, J. 2001. Mediterranean Woody plant growth-foms, biomass and production in the eastern part of the iberian Peninsula. Homage to Ramon Mrgalef, or why there is such pleasure in studying nature (J.D. Ros & N. Prat eds.). Oecologia aquàtica, 10: 337-349.

Terradas, J. 2001. Per què hi ha tanta diversitat de plantes? Iguals recursos, però moltes espècies. Mètode, 49: 27-33.

Terradas, J., J. Peñuelas, F. Lloret. 2009. The fluctuation niche in plants. Int. J. Ecol. Article ID 959702, 5 pp.

Peñuelas, J., J. Terradas, F. Lloret. 2011. Solving the conundrum of plant species coexistence: water in space and time matters most. New Phytologist 189: 5-8.

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Jaume Terradas
Profesor emérito de Ecología de la UAB. Investigador del CREAF en temas de ecología de la vegetación. También ha trabajado en educación ambiental. Miembro del Institut d'Estudis Catalans.
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