Musgos: la química de una conquista

Hepàtica Marchantia polymorpha a un salt dìgua al poble d’Osor, Guilleries. Crèdit: Jordi Corbera.
Hepàtica Marchantia polymorpha a un salt dìgua al poble d’Osor, Guilleries. Crèdit: Jordi Corbera.

La composición química de los briófitos (que engloba los musgos y las hepáticas) los sitúa como un escalón en la evolución entre las algas y las plantas terrestres y ayuda a entender la conquista de tierra firme por parte del mundo vegetal. La investigación, publicada en Ecology Letters, ha estudiado 35 especies que viven en fuentes toda Catalunya y funcionan como refugio para la biodiversidad ante la sequía mediterránea.

Hace 500 millones de años las plantas colonizaron tierra firme: dejaron las aguas en que se habían protegido hasta entonces y comenzaron un nuevo camino. Esto representó un cambio enorme para la vida en nuestro planeta, pues las plantas emitieron grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera y esto facilitó que vivieran los animales terrestres. Un estudio publicado recientemente en la revista científica Ecology Letters, donde han participado varios investigadores del CREAF, ha encontrado que esta conquista queda marcada en la composición química de los organismos que participaron y permite situar los musgos actuales como puente evolutivo entre las algas planctónicas y las plantas terrestres gracias al análisis de su composición de elementos químicos.

La investigación ha encontrado que la composición química de cada especie (ahora y a lo largo de la evolución) varía según las condiciones ambientales y la competencia con otras especies.

Concretamente, el estudio demuestra que la proporción de carbono de los musgos está más cerca de la que tienen las algas que de la que tienen las plantas terrestres. Y eso les ha ayudado a descubrir que cada nueva especie vegetal fue aumentando la proporción de carbono en su cuerpo a medida que dejaba el agua y se adaptaba a ambientes más secos. El motivo es que el carbono es el elemento que predomina en las estructuras protectoras de celulosa o lignina, que encontramos en tallos y troncos y que, lógicamente, las algas no tienen. «Cada organismo vivo tiene una concentración y proporción de elementos químicos característica que se conoce como elementoma y los musgos no son una excepción. En esta investigación hemos visto que el elementoma varía entre especies según las condiciones ambientales y según la competencia entre especies. Así, dos especies que compiten por la luz o el agua tenderán a tener una composición química más diferente que dos que viven el mismo hábitat pero no compiten» explica Marcos Fernández-Martínez, principal autor del estudio.

L'ecòleg Marcos Fernández-Martínez agafa mostres d'aigua en una font del Ripollès. Crèdit: Catherine Preece.
L’ecòleg Marcos Fernández-Martínez agafa mostres d’aigua en una font del Ripollès. Crèdit: Catherine Preece.

Según Jordi Corbera, coautor del estudio y miembro de la Delegació de la Serralada Litoral, los musgos están muy condicionadas por los cambios ambientales porque no tienen cutículas ni raíces, así que dependen totalmente de la cantidad y calidad del agua que las rodea . Y los resultados de la investigación no acaban aquí: «Podríamos estar hablando de un patrón de la evolución, ya que hemos encontrado indicios de que el elementoma está muy relacionado con el proceso de diferenciación de las especies y sucedería también en otros organismos más complejos, como los árboles», explican los investigadores del CREAF y del CSIC Jordi Sardans y Josep Peñuelas.

En el estudio han participado investigadores del CREAF, la Universidad de Amberes, la Delegació de la Serralada Litoral Central (ICHN), la Universidad de Barcelona y el CSIC. Se ha analizado el contenido de carbono, nitrógeno y fósforo (así como otros elementos minoritarios como el hierro, azufre o calcio) de 35 especies de briófitos, el grupo que engloba los musgos y las hepáticas. El equipo de investigación ha recorrido 363 fuentes distribuidas por Catalunya a diferentes altitudes y condiciones climáticas diversas y que presentan una alta diversidad en la composición química de sus aguas.

Refugios de biodiversidad

Las fuentes son un refugio de alta biodiversidad, porque aportan humedad y condiciones favorables ante el clima mediterráneo.

¿Por qué la investigación ha elegido las fuentes como lugar de estudio? Porque gracias a sus condiciones de humedad y disponibilidad de agua, a los musgos acuáticos y semi-acuáticos les funcionan como refugio ante la sequía que se da en otros ambientes. Hablamos de un hábitat refugio donde los lugares húmedos son escasos ya menudo efímeros, y que alberga una alta biodiversidad de macroinvertebrados, anfibios y otros organismos afines al agua. Esto, sin embargo, no significa que vivan paradisíacament y dejen de competir entre ellas, tal y como explica Jordi Corbera, «en las fuentes se da una lucha encarnizada entre las diferentes especies de briófitos, donde a menudo unas crecen por sobre las otras, bien bien como si fuera un prado o un bosque muy tupido, y precisamente eso hemos encontrado que se refleja en el elementoma. Más competencia conlleva una composición química más diferente entre las especies competidoras «. Y es esta diferenciación la que les permite explotar partes diferentes de un nicho cercano, en este caso las fuentes, y crear varias comunidades de musgos con diversidad de formas y tamaños, indica el investigador del CREAF y la UB Francesc Sabater.

Font de la teula, al Montnegre. Crèdit: Marcos Martínez-Fernàndez.
Font de la teula, al Montnegre. Crèdit: Marcos Martínez-Fernàndez.

«Si las condiciones de estos refugios, ante el cambio global, van empeorando o, incluso, empiezan a secarse las fuentes donde viven, será un problema para conservar algunas especies en los ecosistemas Mediterráneos«, añade Jordi Corbera. Justamente esta sensibilidad a los cambios en el agua y el clima las convierte en un excelente indicador de la calidad ambiental, explican los investigadores, y Berlín ha comenzado a instalarlas en unos filtros por la ciudad para retener los contaminantes del aire de la ciudad.

Dime en que fuentes vives…

El viaje por las fuentes de Catalunya y su papel como islas refugio también permite representar los climas y las litologías del país, ya que existe una clara relación entre el «hogar» de los musgos, el clima y el tipo de sustrato que hay. Por ejemplo, en los lugares con más precipitación hay más especies de briófitos, como se ha encontrado en la Garrotxa. En el Montseny y la Serralada Litoral predominan los musgos de sustratos ácidos y, en cambio, en el Lluçanès y en Mallorca se han encontrado especies amantes de los suelos calcáreos. Y aún más, ¡algunas han aprendido a vivir en ambientes salinos como el delta del Ebro! «La relación de los musgos con las condiciones ambientales nos está ayudando a dibujar las comunidades de musgos a lo largo del territorio y sus características, a la vez que detectamos zonas con alta contaminación del agua, como pueden ser algunos lugares de Osona afectados por los derrames de purines, donde el nitrato ha reducido la biodiversidad de briófitos a las fuentes «, explica Fernández-Martínez.

El proyecto fuentes encuentra una clara relación entre el "hogar" de los musgos, el clima y el tipo de sustrato hay y esto les permite representar en el mapa.

¿Qué hay detrás de esta campaña y expedición tan motivadora? No sólo tenemos ciencia, sino que el principal motor ha sido el gran empuje de sus miembros. «Empezamos con trabajos sobre el agua en la Serralada Litoral Central, para analizarla y conocer su calidad, pero el estudio de los musgos casi que vino solo por la gran relación que tienen», confiesa Corbera . El proyecto comenzó el 26 de enero de 2013 en la fuente de las Alcornoques de Argentona, desgraciadamente hoy seca debido a las condiciones de sequía de este año. Nacía así un nuevo proyecto de la Delegación del ICHN, que fue ganando adeptos a lo largo del tiempo, entre los que encontramos a Catherine Preece, también ecóloga vinculada al CREAF y que ha colaborado en el proyecto muy activamente desde el 2016, tanto en el campo, como en el laboratorio y supervisando algunos de los trabajos: «Con nuestro proyecto hemos descubierto que el spray marino (aquellas gotitas que desprenden las olas y son llevadas por el viento muchos kilómetros tierra adentro) afecta a la composición química del agua que encontramos en las fuentes. ¡Un fenómeno desconocido hasta entonces!», explica.

L'ecòloga Catherine Preece apunta les dades de les molses que viuen en una font gelada. Les campanyes de mostreig no sempre són fàcils! Crèdit: Marcos Fernández-Martínez.
L’ecòloga Catherine Preece apunta les dades de les molses que viuen en una font gelada. Les campanyes de mostreig no sempre són fàcils! Crèdit: Marcos Fernández-Martínez.

En enero de 2015 el proyecto saltó de la Serralada Litoral Central al Montseny y otras regiones de Catalunya: tres amantes de la naturaleza, en Marcos, Jordi Corbera y Francesc Sabater subieron el Matagalls «nevando y con un frío que pelaba» para buscar los musgos escondidas en las fuentes el Montseny. En temporadas posteriores, el proyecto ha prospectado fuentes en la Catalunya Norte, Mallorca, Euskadi, Asturias y La Rioja. El equipo ahora mismo ya ha sobrepasado el objeto de estudio (las fuentes) y empieza a indagar en otros lugares de vida de los musgos: es el turno de los troncos, los suelos y las rocas. «Todavía quedan muchas campañas de fuentes para hacer, como la que queremos hacer en el valle de Camprodon para muestrear una hiper-acumuladora de metales o hacia las zonas de Prades y Montsant, inexploradas aún por nuestro proyecto». ¡Todo es coger los utensilios y ponerse!

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Els dies de campanya amb «fred que pela» també van quedar fotografiats.

Artículo de referencia

Fernández‐Martínez M., Preece C., Corbera J., Cano O., Garcia‐Porta J., Sardans J., Janssens I.A., Sabater F., Peñuelas J. 2021. Bryophyte C:N:P stoichiometry, biogeochemical niches and elementome plasticity driven by environment and coexistence. Ecology Letters,

El darrer estudi de la Delegació, que s’ha publicat a Ecology Letters i encapçala aquest reprotatge, ha rebut el suport econòmic de la British Ecological Society i el recolzament de la Institució Catalana d’Història Natural (ICHN) i de la Secció de Ciències Biològiques de l’Institut d’Estudis Catalans (IEC).

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