Los musgos como reguladores climáticos de las plantas arbustivas de la tundra

La tundra es un bioma terrestre que se caracteriza por unas temperaturas frías que no permiten el crecimiento de los árboles. Así, en la tundra predominan las plantas herbáceas y arbustivas, los líquenes y los briófitos (musgos y hepáticas). En la tundra alpina y ártica, las comunidades arbustivas se encuentran en expansión, ya que el calentamiento global y los cambios en el uso del suelo favorecen su establecimiento y persistencia en detrimento de especies herbáceas (Myers-Smith et al. 2011). Los musgos pueden recubrir la totalidad de la superficie del suelo de estas comunidades arbustivas, interceptando así el agua de la precipitación y reduciendo las pérdidas de agua por evapotranspiración. Estos procesos son fundamentales para amortiguar las fluctuaciones de temperatura del suelo y regular la humedad (Gornall et al. 2007). Además, muchos de estos musgos hospedan cianobacterias fijadoras de nitrógeno, que constituyen la principal fuente de nitrógeno del suelo en estos ecosistemas. Distintas especies de musgo pueden tener características contrastadas, como su forma de crecimiento (que puede ser más o menos erguida) o la densidad de las alfombras que forman (más o menos compactas). Estas diferencias pueden tener efectos significativos en las plantas con las que conviven y en el conjunto de la comunidad (Lett et al. 2017). A pesar de la importancia de los musgos como reguladores de las funciones ecosistémicas en la tundra, los efectos de éstos en el crecimiento de las especies arbustivas coexistentes, de especial interés en un contexto de expansión arbustiva, son aún muy desconocidos

Figura 1. Localidad de muestreo en la tundra en Vassijaure, Norte de Suecia. 

El año pasado fui beneficiaria de una beca JIN de la AEET, gracias a la cual he podido llevar a cabo un proyecto de investigación para estudiar la influencia de los musgos en especies arbustivas características de la tundra. En concreto, el proyecto está enfocado en dos arbustos abundantes en la tundra alpina escandinava, la camarina negra (Empetrum hermaphroditum) y el abedul enano (Betula nana), las cuales crecen en alfombras de musgoEl proyecto tiene por objetivo determinar los efectos de distintas especies de musgo en el crecimiento y el comportamiento fisiológico de estas plantas arbustivas en distintos regímenes de precipitación. Para esto, hemos recolectado tallos de los dos arbustos en alfombras dominadas por diferentes musgos en distintas localidades cerca del lago Torneträsk, en el Norte de Suecia (Figura 1 y 2). En esta zona, se da un gradiente de precipitación bastante acusado, con una diferencia de hasta 584 mm anuales entre unas localidades y otras. Esta es una cantidad parecida a la diferencia en la precipitación anual entre Bilbao y Sevilla. 

Figura 2. Los tres musgos incluidos en este estudio. Sphagnum sp. (arriba a la izquierda; en el estudio se han incluido distintas especies del género Sphagnum), Pleurozium schreberi (abajo a la izquierda) e Hylocomium splendens (derecha)

Para estudiar el crecimiento y la estructura hidráulica de los arbustos utilizamos técnicas de dendroecología y anatomía de la madera. Primero cortamos con un micrótomo secciones muy finas de los tallos muestreados, con un grosor menor al de un sello. Después las teñimos para poder identificar mejor los diferentes tejidos y estructuras de la madera, y finalmente las fotografiamos en el microscopio (Figura 3). Con estas fotografías y el uso de programas especializados, contamos los anillos de crecimiento anual en la madera de los arbustos, medimos su anchura y analizamos el número y el tamaño de los vasos leñosos, que son unas células que se encargan de conducir el agua desde las raíces hasta las hojas. En una sola sección de una muestra de camarina negra de nueve años de edad podemos encontrar más de 2.600 vasos leñosos. El análisis del número y tamaño de los vasos leñosos es fundamental para cuantificar la eficiencia del transporte del agua de los arbustos. Además, he realizado análisis químicos de las hojas que nos permiten conocer su eficiencia en el uso del agua, es decir, la relación entre el carbono que ganan mediante la fotosíntesis y el agua que pierden durante este proceso. Gracias a la financiación de la AEET también he podido analizar muestras de suelo para comparar el pH y la concentración de nutrientes bajo las distintas alfombras de musgo en los distintos regímenes de precipitación. Estos análisis nos permitirán conocer la influencia de los musgos en las plantas con las que conviven a través de sus efectos en las características del suelo.

Figura 3. Cortes transversales de la madera del abedul enano (Betula nana) y la camarina negra (Empetrum hermpahroditum).

El proyecto aún está en marcha, pero los resultados preliminares muestran claras diferencias en las variables químicas de las hojas de los arbustos y en la concentración de nutrientes del suelo entre las especies de musgo. Además, estas diferencias son más o menos acusadas dependiendo del régimen de precipitación, evidenciando la importancia de la identidad y las características específicas de los musgos como mediadores de los efectos climáticos en las plantas con las que conviven.

Autora: Alba Anadon Rosell

Investigadora postdoctoral – Universidad de Greifswald, Alemania

Beneficiaria de ayuda JIN AEET: Ganando Independencia– Convocatoria 2018

Si quieres saber más de su investigación puedes seguir a Alba en Twitter (@alba_anadon)/ResearchGate/Google Scholar o en la web de su departamento.

Referencias

Gornall, J. L., Jónsdóttir, I. S., Woodin, S. J., & van der Wal, R. 2007. Arctic mosses govern below-ground environment and ecosystem processes. Oecologia153: 931–941. DOI: 10.1007/s0044 2-007-0785-0

Lett, S., Nilsson, M.-C., Wardle, D. A., & Dorrepaal, E. 2017. Bryophyte traits explain climate-warming effects on tree seedling establishment. Journal of Ecology105: 496–506. DOI: 10.1111/1365-2745.12688

Myers-Smith I.H., Forbes B.C., Wilmking M., Hallinger M., Lantz T., Blok D., Tape K.D., Macias-Fauria M., Sass-Klaassen U., Lévesque E., Boudreau S., Ropars P., Hermanutz L., Trant A., Collier L.S., Weijers S., Rozema J., Rayback S.A., Schmidt N.M., Schaepman-Strub G., Wipf S., Rixen C., Ménard C.B., Venn S., Goetz S., Andreu-Hayles L., Elmendorf S., Ravolainen V., Welker J., Grogan P., Epstein H.E., Hik D.S. 2011. Shrub expansion in tundra ecosystems: Dynamics,impacts and research priorities. Environmental Research Letters6:045509. DOI: 10.1088/1748-9326/6/4/045509


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